怎樣降低影響熱重分析測(cè)試結(jié)果的負(fù)面因素

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

　　1.升溫速率

　　升溫速率是影響TG曲線的主要因素之一，其對(duì)熱分解的起始溫度、終止溫度和中間產(chǎn)物的檢出都有著較大的影響。升溫速率越慢，特別是對(duì)多步失重的樣品來說，分辨率就會(huì)提高，每步的失重過程就會(huì)在TG曲線上顯示的比較清晰，但大的缺點(diǎn)就是測(cè)試太耗時(shí)。反之，升溫速率越快，在TG曲線上鄰近的兩個(gè)失重平臺(tái)區(qū)分越不明顯，如果試樣在加熱過程中生成中間產(chǎn)物，則在TG曲線上就很難檢出。此外，升溫速率如果快，試樣的起始分解溫度和終止分解溫度也會(huì)隨升溫速率的增大而提高，從而使反應(yīng)曲線向高溫方向移動(dòng)。這是由于升溫速率越大，所產(chǎn)生的熱滯后現(xiàn)象越嚴(yán)重而導(dǎo)致的。

　　設(shè)置測(cè)試的升溫速率要根據(jù)客戶的測(cè)試目的及樣品的物理、化學(xué)性能而定。若是不了解其物化性能的樣品，應(yīng)采用較快的升溫速測(cè)一次看其結(jié)果后再定待測(cè)樣品的升溫速率。而對(duì)于一些含能材料，由于其在一定溫度下會(huì)發(fā)生激烈反應(yīng)，所以在試樣量較少的前提下，可適當(dāng)提高升溫速率?？偠灾?，選擇合適的升溫速率是提高測(cè)試精度的一個(gè)關(guān)鍵因素。
 

　　2.試樣粒度

　　試樣粒度對(duì)熱傳導(dǎo)、氣體擴(kuò)散有著較大的影響，例如，試樣粒度不同，對(duì)氣體產(chǎn)物擴(kuò)散的影響也不同，因而會(huì)改變?cè)嚇拥姆磻?yīng)速度，進(jìn)而改變TG曲線的形狀。試樣的晶粒大可能會(huì)產(chǎn)生燒爆作用，從而使TG曲線上出現(xiàn)突然失重。

　　試樣粒度越小，達(dá)到溫度平衡也，越快，對(duì)于給定的溫度，分解程度也越大。一般說來，試樣粒度越小，初始分解溫度Ti和終止分解溫度Tf都相應(yīng)降低，反應(yīng)區(qū)間變窄，試樣顆粒度大往往得不到較好的TG曲線。為了得到較好的試驗(yàn)結(jié)果，要求試樣粒度均勻。
 

　　3.填充方式

　　實(shí)驗(yàn)證明，試樣裝填方式對(duì)TG曲線也有影響。一般來說，試樣裝填越緊密，試樣顆粒間接觸越好，越有利于熱傳導(dǎo)，因而溫度滯后越小。但試樣裝填越緊密，越不利于氣氛向試樣內(nèi)擴(kuò)散，不利于氣氛與試樣顆粒的接觸，更嚴(yán)重的是阻礙了分解氣體產(chǎn)物的擴(kuò)散和逸出，從而影響熱重分析的測(cè)試結(jié)果。
 

　　4.試樣量

　　升溫速率相同，試樣用量越多，升溫過程中試樣內(nèi)部的溫度差就越大。當(dāng)發(fā)生分解反應(yīng)時(shí)，若有吸熱或放熱現(xiàn)象，在反應(yīng)過程中試樣的溫度偏差就越嚴(yán)重，從而引起的TG曲線畸變程度也越大；試樣量太多，試樣內(nèi)部分解產(chǎn)生的氣體產(chǎn)物難以逸出，會(huì)阻礙反應(yīng)的順暢進(jìn)行。

　　隨著樣品量的增多，TG曲線向高溫方向移動(dòng)，溫度區(qū)間變寬。這是因?yàn)樵嚇佑昧吭酱?，試樣?nèi)部的溫度梯度越大，當(dāng)其表面達(dá)到分解溫度后，要經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)部才能達(dá)到分解溫度，導(dǎo)致爐子的程序控溫與試樣內(nèi)部溫度產(chǎn)生時(shí)間上的滯后，表現(xiàn)在TG曲線上就出現(xiàn)程序控溫比實(shí)際的熱分解溫度偏高，曲線向高溫方向偏移。

　　同時(shí)，試樣用量也會(huì)影響逸出氣體在試樣粒子間的空隙向外的擴(kuò)散速度。樣品的分解與氣體揮發(fā)是同時(shí)進(jìn)行的，采用較大的樣品量時(shí)，熱分解反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生較多的氣體，這些氣體需要較長(zhǎng)的揮發(fā)時(shí)間，樣品量的增加會(huì)增加氣體的擴(kuò)散阻力，在試樣間隙和表面上形成一定分壓，進(jìn)而影響樣品的分解，使樣品的分解溫度變高，從而使得TG曲線向高溫移動(dòng)。

　　為了得到一條好的曲線，必須要掌握樣品的用量。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于一些熱感度較低的物質(zhì)，失重率低的物質(zhì)，樣品用量可多些。而對(duì)于失重率高和反應(yīng)比較劇烈的樣品，用量不能多，一般應(yīng)控制在0.5mg以下，

　　否則不但會(huì)突然增重，引起曲線變形，重者還會(huì)損壞儀器。試樣用量的多少，應(yīng)控制在熱重分析儀靈敏度范圍內(nèi)。
 

　　5.氣氛流量

　　熱重法通?？稍陟o態(tài)或動(dòng)態(tài)氣氛下進(jìn)行測(cè)試。在靜態(tài)氣氛下，雖然隨著溫度的升高，反應(yīng)速度加快，但由于試樣周圍的氣體濃度增大，將阻止反應(yīng)的繼續(xù)，使反應(yīng)速度反而減慢。為了獲得重復(fù)性較好的試驗(yàn)結(jié)果，多數(shù)情況下都是做動(dòng)態(tài)氣氛下的熱分析，它可以將反應(yīng)生成的氣體及時(shí)帶走，有利于反應(yīng)的順利進(jìn)行。同時(shí)氣流增加了爐內(nèi)氣體的對(duì)流傳熱，導(dǎo)致試樣升溫及時(shí)，對(duì)程序升溫的反應(yīng)時(shí)間縮短。