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差示掃描量熱儀(簡(jiǎn)稱(chēng) DSC)是一種重要的熱分析儀器,它在程序控制溫度下,測(cè)量輸入到試樣和參比物的功率差與溫度的關(guān)系。堪稱(chēng)捕捉材料熱行為的“溫度計(jì)"。在程序控制的溫度下,通過(guò)測(cè)量樣品與參比物之間的熱量差,便能揭示材料內(nèi)部的秘密。并通過(guò)記錄樣品吸熱或放熱的速率(熱流率 dH/dt),便能夠精確測(cè)定多種材料的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)。
工作原理
DSC 的核心原理是監(jiān)測(cè)樣品在受控溫度程序下發(fā)生的熱效應(yīng)。當(dāng)樣品發(fā)生物理變化(如熔融、結(jié)晶)或化學(xué)變化(如分解、氧化)時(shí),會(huì)吸收或放出熱量。
儀器通過(guò)兩種主要方式測(cè)量這些熱變化:熱流型 DSC 通過(guò)測(cè)量樣品與參比物之間的溫度差,再轉(zhuǎn)換為熱焓值;功率補(bǔ)償型 DSC 則通過(guò)獨(dú)立加熱器和傳感器,保持樣品與參比物溫度相同,直接測(cè)量補(bǔ)償所需的功率差。
現(xiàn)代 DSC 儀器通常包含加熱器、制冷設(shè)備、勻熱爐膛、氣氛控制器和信號(hào)放大器等關(guān)鍵組件,確保測(cè)量的準(zhǔn)確性和靈敏度。
主要應(yīng)用領(lǐng)域
DSC 技術(shù)在材料科學(xué)和化工領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面:
材料相變行為分析:DSC 可以準(zhǔn)確測(cè)定材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)、熔融溫度(Tm)和結(jié)晶溫度(Tc)。玻璃化轉(zhuǎn)變?cè)?DSC 曲線上表現(xiàn)為基線的臺(tái)階狀變化,而熔融過(guò)程則呈現(xiàn)吸熱峰。
熱力學(xué)參數(shù)測(cè)量:該技術(shù)可用于測(cè)量比熱容、反應(yīng)熱、轉(zhuǎn)變熱等關(guān)鍵熱力學(xué)參數(shù),為材料設(shè)計(jì)和性能評(píng)估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
材料穩(wěn)定性與純度評(píng)估:通過(guò)氧化誘導(dǎo)時(shí)間測(cè)試可評(píng)估材料的抗氧化能力,同時(shí) DSC 也能用于樣品純度分析,尤其在藥物分析領(lǐng)域應(yīng)用前景良好。
DSC 技術(shù)因其使用溫度范圍寬(-175°C 至 725°C)、分辨率高、試樣用量少(通常僅需 3-5mg)等優(yōu)勢(shì),已成為材料研發(fā)、性能檢測(cè)與質(zhì)量控制的工具。
隨著技術(shù)進(jìn)步,溫度調(diào)制型 DSC 等新型儀器的出現(xiàn),進(jìn)一步拓展了這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用邊界
YJ-19466E差示掃描量熱儀(DSC)