同步熱分析儀技術原理深度解析

更新時間：2025-07-15

點擊次數：320

　　同步熱分析儀（STA）是一種將熱重分析（TG）與差示掃描量熱法（DSC）或差熱分析（DTA）結合為一體的多功能熱分析儀器，其技術原理深度解析如下：

　　核心原理：熱效應與質量效應的同步捕捉

　　同步熱分析儀基于物質的熱效應（能量變化）和質量效應（質量變化）展開分析。在程序控溫（升溫、降溫或恒溫）過程中，儀器通過高精度天平實時監測樣品質量變化（TG信號），同時利用熱流傳感器測量樣品與參比物之間的熱流差（DSC信號）或溫度差（DTA信號）。例如，當樣品受熱分解時，TG曲線會顯示質量下降，而DSC曲線則可能因吸熱或放熱反應呈現對應的峰谷，二者結合可精準定位分解溫度區間并計算熱焓變化。

　　技術融合：雙維度信息的互補驗證

　　TG與DSC/DTA的聯用實現了數據互補。一方面，TG可檢測物質的分解、揮發、氧化等質量變化過程，但無法區分熱效應類型（如吸熱或放熱）；另一方面，DSC/DTA能精準捕捉相變、化學反應中的能量變化，卻無法直接反映質量損失。通過同步測量，研究人員可同時獲取“何時發生質量變化”與“質量變化伴隨何種熱效應”的信息，從而判別物化過程類型（如區分熔融峰與分解峰）。

　　系統構成：精密控制與信號處理

　　儀器由加熱系統、測量系統、氣氛控制系統和數據處理系統組成。加熱系統提供穩定可控的溫場（如室溫至1500℃）；測量系統集成高靈敏度天平（分辨率達0.1μg）與熱流傳感器，實時采集質量與熱信號；氣氛控制系統可模擬惰性、氧化性等環境；數據處理系統則對原始信號進行放大、濾波和校準，生成直觀的TG-DSC曲線，并支持峰溫、熱焓等參數的自動分析。

　　應用優勢：高效、精準與多功能性

　　同步熱分析儀通過單次實驗即可獲取雙維度數據，節省樣品量（尤其適用于昂貴或難制取樣品）和實驗時間，同時消除多次測量中因樣品均勻性、升溫速率差異等引入的誤差。其應用覆蓋高分子材料熱穩定性分析、金屬相變研究、藥物純度鑒定等領域，成為材料研發與質量控制的關鍵工具。