差熱分析(differential thermal analysis,dta)
差熱分析是在程序控制溫度下,測量試樣與參比物(一種在測量溫度范圍內不發生任何熱效應的物質)之間的溫度差與溫度關系的一種技術。
許多物質在加熱或冷卻過程中會發生熔化、凝固、晶型轉變、分解、化合、吸附、脫附等物理化學變化。這些變化必將伴隨體系焓的改變,因而產生熱效應。其表現為該物質與外界環境之間有溫度差。選擇一種對熱穩定的物質作為參比物,將其與樣品一起置于可按設定速率升溫的電爐中。分別記錄參比物的溫度以及樣品與參比物間的溫度差。以溫差對溫度作圖就可以得到一條差熱分析曲線,或稱差熱譜圖。
如果參比物和被測物質的熱容大致相同,而被測物質又無熱效應,兩者的溫度基本相同,此時測到的是一條平滑的直線,該直線稱為基線。一旦被測物質發生變化,因而產生了熱效應,在差熱分析曲線上就會有峰出現。熱效應越大,峰的面積也就越大。在差熱分析中通常還規定,峰頂向上的峰為放熱峰,它表示被測物質的焓變小于零,其溫度將高于參比物。相反,峰頂向下的峰為吸收峰,則表示試樣的溫度低于參比物。一般來說,物質的脫水、脫氣、蒸發、升華、分解、還原、相的轉變等等表現為吸熱,而物質的氧化、聚合、結晶、和化學吸附等表現為放熱。
差熱曲線的峰形、出峰位置、峰面積等受被測物質的質量、熱傳導率、比熱、粒度、填充的程度、周圍氣氛和升溫速度等因素的影響。因此,要獲得良好的再現性結果,對上述各點必須十分注意。一般而言,升溫速度增大,達到峰值的溫度向高溫方向偏移;峰形變銳,但峰的分辨率降低,兩個相鄰的峰,其中一個將會把另一個遮蓋起來。