差熱分析儀(DTA)作為一種重要的熱分析技術,能夠分析多種類型的樣品,涵蓋無機、有機、高分子材料以及生物和復合材料等領域。
差熱分析儀可分析的主要樣品類型及其典型應用:
1. 無機材料
金屬及合金
應用:研究金屬的相變(如熔化、結晶)、氧化反應、熱穩定性等。
示例:分析鋁合金的固溶體分解、鋼的淬火過程熱效應。
陶瓷材料
應用:測定陶瓷的燒結溫度、玻璃化轉變、晶型轉變等。
示例:研究氧化鋁陶瓷的相變溫度、粘土礦物的脫水反應。
礦物與巖石
應用:分析礦物的熱分解、脫水、相變等過程,輔助地質勘探和礦物加工。
示例:檢測石膏(CaSO?·2H?O)的脫水溫度、高嶺土的相變行為。
2. 有機化合物
高分子材料
應用:研究聚合物的熔融、結晶、玻璃化轉變、熱分解等。
示例:測定聚乙烯(PE)的熔點、聚苯乙烯(PS)的玻璃化轉變溫度(Tg)、聚碳酸酯(PC)的熱穩定性。
藥物與生物分子
應用:評估藥物的熱穩定性、多晶型轉變、分解溫度,以及蛋白質、核酸的變性過程。
示例:分析阿司匹林的熔融行為、胰島素的變性溫度。
有機小分子
應用:研究有機化合物的熔化、分解、氧化等反應。
示例:測定萘的熔點、硝基苯的分解溫度。
3. 復合材料
聚合物基復合材料
應用:分析纖維增強塑料(如碳纖維/環氧樹脂)的界面熱行為、填料對聚合物熱性能的影響。
示例:研究玻璃纖維增強聚丙烯(PP)的結晶行為。
金屬基復合材料
應用:測定金屬基復合材料的相變、界面反應熱效應。
示例:分析鋁基碳化硅(SiC)復合材料的燒結過程。
陶瓷基復合材料
應用:研究陶瓷基復合材料的燒結、相變及熱穩定性。
示例:檢測碳化硅(SiC)纖維增強陶瓷的熱分解溫度。
4. 生物材料
生物可降解材料
應用:評估生物降解聚合物的熱穩定性、分解溫度及降解機制。
示例:分析聚乳酸(PLA)的熱分解行為、殼聚糖的脫水溫度。
生物組織與細胞
應用:研究生物組織的熱變性、細胞膜的熱穩定性(需特殊處理)。
示例:測定膠原蛋白的變性溫度、細菌孢子的熱殺滅條件。
5. 能源材料
電池材料
應用:分析鋰離子電池正負極材料的相變、熱穩定性及分解反應。
示例:研究鈷酸鋰(LiCoO?)的相變溫度、石墨負極的嵌鋰行為。
燃料與催化劑
應用:測定燃料的熱分解溫度、催化劑的活性溫度范圍。
示例:分析甲醇的分解溫度、鉑催化劑的氧化還原峰。
6. 環境樣品
污染物與廢棄物
應用:研究污染物的熱分解特性、廢棄物的焚燒行為。
示例:測定多氯聯苯(PCBs)的分解溫度、塑料廢棄物的熱解特性。
土壤與沉積物
應用:分析土壤中有機物的熱分解、礦物的相變。
示例:檢測土壤中腐殖酸的分解溫度、粘土礦物的脫水反應。
7. 特殊樣品類型
粉末樣品
要求:需均勻鋪展于坩堝底部,避免顆粒堆積影響傳熱。
示例:分析金屬氧化物粉末的相變溫度。
薄膜樣品
要求:需使用專用坩堝或支架,確保薄膜與參比物熱接觸良好。
示例:研究聚合物薄膜的玻璃化轉變溫度。
液體樣品
要求:需密封于鋁坩堝中,防止揮發或泄漏。
示例:測定有機溶劑的沸點、熔融態聚合物的結晶溫度。