【实用干货】多种材料热性能综合分析（上）

多种材料热性能综合分析 （上）

任何材料的物理和化学性质在温度的影响下都会发生变化。通过应用特定的温度、大 气和压力变化，几乎可以系统地分析任何样品的这种变化。

1，生物质

生物质是可以转化为能源的植物或动物物质。生物质包括农场种植的树木、农作物 或残留物、林业残余物、市政木材残余物、动物粪便、纤维以及任何可重复使用或 可再生的有机物。生物质通过燃烧、热解、气化、厌氧消化或发酵转化为能量。生 物质可以转化为其他可用的能源形式，如甲烷气体或生物燃料，如生物乙醇和生物 柴 油 。 关 键 的 生 物 质 材 料 包 括 木 屑 颗 粒 、 甘 蔗 、 玉 米 秸 秆 、 柳 枝 稷 和 芒 草 （ 大 象 草）等草、甜菜颗粒，甚至可以转化为生物乙醇的蓝绿藻。 对于大多数生物质材料，热解过程大致四个阶段：干燥失水阶段、过渡阶段、快速 热解和炭化阶段。

2， 聚合物

聚合物主要是指塑料（结构材料）、橡胶（弹性体）以及纤维（拉伸强度大），在产品开 发、质量保证、故障分析和工艺优化领域，可以使用我们的热分析测量系统来确定它们的热 特性。 用于聚合物的热分析方法是 DSC（差示扫描量热法），通过该方法可以研究熔 化、结晶、交联、玻璃化转变、比热和氧化等性质的热效应和衍生量级。

TG（热重法）提供有关聚合物混合物和共混物的组成和热稳定性的信息。此外，还可以使 用 QMS（四极杆质谱）或 FTIR（傅立叶变换红外光谱）进行气体分析。 膨胀法和 TMA（热机械分析）产生热膨胀系数。DMA（动态机械分析）还提供弹性系数值 和有关粘弹性行为、老化、蠕变和松弛的信息。

3， 有机物

药物活性成分和辅助物质的熔化和结晶行为、糖浆的玻璃化转变、润滑剂的氧化行 为或油漆和粘合剂的固化行为。 DSC 可用于研究药物活性成分的纯度，如熔化行为、脂肪和油的氧化、粘合剂和粉 末涂料的固化以及许多其他主题。 使用 TGA，可以收集有关蛋白质变性、蒸气压和油漆溶剂含量等主题的信息。 使用 TMA 和 DMA ，可以确定热膨胀系数，并且可以描述粘性流体、糊剂和粉末 的渗透行为和粘弹性行为。

4，陶瓷和玻璃

热分析可以为您解决的问题： 

陶瓷原料中的石英含量是多少？ 

如何改变纳米材料的反应性？ 

使用什么烧结速率可以达到好的烧结密度？ 

石膏在饱和蒸汽气氛下有哪些水合物相？

 在什么温度下完成粘合剂的固化？

 陶瓷块脱水过程中的质量损失有多高？

5， 光伏

可再生能源——风能、太阳能、水力发电、潮汐能、地热能和生物质能——是化石 燃料的重要替代品。它们的使用减少了我们的温室气体排放，使我们的能源供应多 样化，并减少了我们对不可靠和不稳定的化石燃料市场的依赖。太阳是世界上的主 要能源，太阳能发电系统可以利用太阳光线作为高温、清洁的热能或电能来源。光 伏 (PV) 电力因其众多的环境和经济效益以及久经考验的可靠性而成为主要电源。 使用典型的家用光伏系统替代化石燃料每年可减少约 1.2 吨的二氧化碳排放量。

DSC（差示扫描量热法）分析为太阳能电池的研究和质量控制提供了有价值的信息： 

无定形封装的分析

 过程温度信息 

用于测定热导率/扩散率的比热 

固化行为

固化动力学分析 

质量控制

6， 隔热材料

隔热材料专门设计用于通过限制热传导、对流和辐射来减少热流。在开发和质量控 制 过 程 中 ， 隔 热 材 料 满 足 其 性 能 预 期 的 程 度 不 断 受 到 审 查 。 使 用 差 示 扫 描 量 热 计 (DSC) 分析材料比热 (cp) 等其他热物理特性。