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差示掃描量熱儀(簡稱 DSC)是一種重要的熱分析儀器,它在程序控制溫度下,測量輸入到試樣和參比物的功率差與溫度的關系。堪稱捕捉材料熱行為的“溫度計"。在程序控制的溫度下,通過測量樣品與參比物之間的熱量差,便能揭示材料內部的秘密。并通過記錄樣品吸熱或放熱的速率(熱流率 dH/dt),便能夠精確測定多種材料的熱力學和動力學參數。
工作原理
DSC 的核心原理是監測樣品在受控溫度程序下發生的熱效應。當樣品發生物理變化(如熔融、結晶)或化學變化(如分解、氧化)時,會吸收或放出熱量。
儀器通過兩種主要方式測量這些熱變化:熱流型 DSC 通過測量樣品與參比物之間的溫度差,再轉換為熱焓值;功率補償型 DSC 則通過獨立加熱器和傳感器,保持樣品與參比物溫度相同,直接測量補償所需的功率差。
現代 DSC 儀器通常包含加熱器、制冷設備、勻熱爐膛、氣氛控制器和信號放大器等關鍵組件,確保測量的準確性和靈敏度。
主要應用領域
DSC 技術在材料科學和化工領域應用廣泛,主要體現在以下三個方面:
材料相變行為分析:DSC 可以準確測定材料的玻璃化轉變溫度(Tg)、熔融溫度(Tm)和結晶溫度(Tc)。玻璃化轉變在 DSC 曲線上表現為基線的臺階狀變化,而熔融過程則呈現吸熱峰。
熱力學參數測量:該技術可用于測量比熱容、反應熱、轉變熱等關鍵熱力學參數,為材料設計和性能評估提供基礎數據。
材料穩定性與純度評估:通過氧化誘導時間測試可評估材料的抗氧化能力,同時 DSC 也能用于樣品純度分析,尤其在藥物分析領域應用前景良好。
DSC 技術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)等優勢,已成為材料研發、性能檢測與質量控制的工具。
隨著技術進步,溫度調制型 DSC 等新型儀器的出現,進一步拓展了這項技術的應用邊界
YJ-19466E差示掃描量熱儀(DSC)