差示扫描量热法

差示扫描量热法（DSC）1概念2原理3仪器4DSC分析的特点5DSC曲线6DSC的应用7DSC和DTA的比较◇2.1概念差示扫描量热法（DSC）：在程序控温下,测量输给物质和参比物的功率差与温度关系的一种技术。即测量为使被测样品与参比物温度一致所需的能量差△E。样品参比物能量差程序控温温度E=f(T)◇2.2原理DSC测量原理如上图所示：差示扫描量热法是直接测定样品加热过程的焓变。测定时把样品和参比物放置在相互绝缘但相同的热条件下，按给定的程序升降温，并始终保持样品和参比物的温差等于零。当样品中发生有热效应变化时，由装在样品和参比物底部的微加热器提供能量，维持二者的温度相同，微加热器所提供的能量由转换器转化为电信号后作为DSC曲线记录下来。而DSC又可分为功率补偿型DSC和热流型DSC两大类。◇2.3仪器差示扫描量热仪主要由加热炉，程序控温系统，气氛控制系统，信号放大器，记录系统等部分组成。与差热分析仪的主要区别在于DSC仪中样品和参比物各自装有单独的加热器，而DTA仪中样品和参比物采用同一加热器。•图a为功率补偿DSC样品支持器，b为加热控制回路。◇2.4DSC分析的特点◆使用温度范围宽（-175℃~725℃）◆分辨能力高◆灵敏度高◇2.5差示扫描量热曲线差示扫描量热法记录的曲线为差示扫描量热曲线，纵坐标为样品与参比物的热流率dH/dt，单位为J/s，横坐标是时间（t）或温度（T）◇2.6DSC的应用适合于研究伴随焓变或比热容变化的现象。熔点的测定比热容的测定玻璃化转变温度的测定纯度的测定等等＊熔点的测定◆固到液相转变温度；◆国际热分析及量热学联合会（ICTAC）规定外推起始温度为熔点；◆外推起始温度（Teo）：峰前沿最大斜率处的切线与前沿基线延长线的交点处温度。Tt或吸PTTm（熔点）＊比热容的测定◆比热容定义DSC曲线的纵坐标：dtdH（单位时间内的焓变）程序控温（升温速度）：dtdT等压热容：dTdHdtdTdtdHcp//比热容：mdTdHmcpc1（1）（2）将（2）代入（1）得:dtdTmcdtdH(3)直接将DSC曲线纵坐标值代入（3）求c◆直接法测定比热容◎计算结果较粗略◆相对法测定比热容选定已知热容的蓝宝石作为标准物样品蓝宝石两式相比：dtdTmcydtdHdtdTcmydtdH''')'(myymcc'''◎计算结果准确＊纯度的测定◆纯度越高，熔点越高，熔融峰越尖陡97.2％98.6％苯甲酸：标准品◆熔点下降法（凝固点下降）范德赫夫（Van’tHoff)方程：202omRTXTTH其中：R—气体常数；T0－纯物质熔点；△H—纯物质的摩尔熔融热焓；Tm—被测试样的熔点X2—杂质摩尔分数；一般用作图法求Tm；定义f为试样在温度为Ts时已熔化的分数：00msTTfTT或00mSTTTTfTs~1/f作图，斜率＝（T0-Tm)即熔点下降值，将之代入Van’tHoff方程，可求得X2。◇2.7DSC和DTA的比较＊相似之处：◆两种方法所测转变和热效应类似；◆曲线形状（需注明方向）和定量校正方法相似；＊主要差别：原理和曲线方程不同◆DSC（测定热流率dH/dt；定量；分辨率好、灵敏度高；有机、高分子及生物化学等领域）◆DTA（测定△T；无内加热问题，1500℃以上，可到2400℃；定性；无机材料）