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科普知識丨熱重分析儀有哪些作用?
更新時間:2025-02-08   點擊次數(shù):306次

熱重分析儀(Thermogravimetric Analyzer,簡稱TGA)是一種用于測量材料在受控溫度環(huán)境下質(zhì)量變化的高精度儀器。它在材料科學(xué)、化學(xué)、制藥、環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域中具有重要作用,能夠幫助研究人員深入了解材料的熱穩(wěn)定性、分解行為、組成成分以及反應(yīng)動力學(xué)特性。以下是熱重分析儀的主要作用及其實際應(yīng)用。

熱重101.jpg

上海和晟 HS-TGA-101 熱重分析儀

1. 評估材料的熱穩(wěn)定性

熱重分析儀的核心作用之一是評估材料在高溫或變溫環(huán)境下的熱穩(wěn)定性。通過加熱樣品并實時監(jiān)測其質(zhì)量變化,TGA可以確定材料開始分解或發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的溫度。例如,在聚合物材料研究中,TGA可以檢測聚合物鏈的斷裂溫度,從而評估其在高溫環(huán)境下的使用極限。這對于開發(fā)耐高溫材料(如航空航天材料)具有重要意義。

2. 分析材料的組成成分

TGA能夠通過質(zhì)量變化曲線分析材料的組成成分。例如,在復(fù)合材料研究中,TGA可以區(qū)分材料中的有機(jī)成分、無機(jī)成分以及水分含量。通過加熱過程中不同溫度區(qū)間的質(zhì)量損失,研究人員可以推斷出材料中各成分的比例。這在質(zhì)量控制和新材料開發(fā)中具有重要應(yīng)用。

3. 研究反應(yīng)動力學(xué)

熱重分析儀還可用于研究材料的熱分解或化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)。通過分析質(zhì)量變化與溫度或時間的關(guān)系,可以計算出反應(yīng)的活化能、反應(yīng)級數(shù)等動力學(xué)參數(shù)。這對于優(yōu)化工業(yè)反應(yīng)條件(如催化反應(yīng)、熱解反應(yīng))具有重要意義。

4. 檢測材料中的揮發(fā)物和殘留物

TGA能夠檢測材料中的揮發(fā)物(如水分、溶劑)和殘留物(如灰分)。例如,在制藥行業(yè)中,TGA用于檢測藥物中的水分含量,確保藥物在儲存和使用過程中的穩(wěn)定性。在環(huán)境科學(xué)中,TGA可用于分析土壤或廢棄物中的有機(jī)污染物含量。


和晟 HS-TGA-101 參數(shù).jpg

結(jié)論

熱重分析儀作為一種強(qiáng)大的熱分析工具,在材料研究、工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中發(fā)揮著不可替代的作用。它通過精確測量材料在溫度變化下的質(zhì)量變化,為研究人員提供了關(guān)鍵的數(shù)據(jù)支持,推動了材料科學(xué)和相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展。無論是評估材料的熱穩(wěn)定性、分析成分,還是研究反應(yīng)動力學(xué),TGA都展現(xiàn)了其的價值和廣泛的應(yīng)用前景。




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