功率补偿型差示扫描量热仪

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  • 南京大展检测仪器有限公司位于南京市江宁区百家湖科技产业园,是集科研、生产、销售于一体的高新技术型企业,专业从事差示扫描量热仪dsc、热重分析仪、同步热分析仪、差热分析仪、炭黑含量测试仪、炭黑分散度检测仪、导热仪和介电常数测试仪、热失重分析仪、高温差示扫描量热仪等仪器的研发、制造,产品广泛应用于电力、煤炭、造纸、石化、农牧、医药科研、教学等领域,在众多用户中享有很好的口碑。 南京大展检测仪器是热分析仪器生产厂家,用于dsc差示扫描量热仪、tga热重分析仪、综合热分析仪和导热系数测试仪等仪器的研发和生产,并且有专业的研发、生产、技术和营销团队,我们可提供样品测试、上门调试、售后维修等服务,并且产品2年质保期,可送货上门,期待您的来点咨询。
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  • 南京汇诚仪器仪表有限公司是集科研、设计、调试、生产、技术服务于一体的高科技型企业。目前专业从事差示扫描量热仪、差热分析仪、热重分析仪、导热系数测试、炭黑分散度检测仪等仪器的研发、制造。我们以各行业应用为基础,以为高分子材料、电力、煤炭、造纸、石化、农牧、医药科研、教学仪器等领域提供整体仪器解决方案为目标,不懈努力,精益求精。我们更以优良的质量和服务同广大客户携手并进,共谋发展,共创辉煌。
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  • 上海埃提森仪器科技有限公司,为德国sinmo公司在中国设立的,专门从事研发、生产、检测、销售、技术服务、技术咨询等仪器设备的综合服务机构。德国sinmo公司专业从于自动化仪器设备的生产与贸易。2016年在中国成立莘默(上海)自动化设备有限公司。随后设立我司。企业总部位于德国。“埃提森仪器科技”目前集中致力于对高端检测类仪器设备的研发生产和技术服务,立志成为中国领先的高端检测类仪器生产商和服务商。 “埃提森”使合作伙伴对设备的选择更便捷,使用更高效,竞争更有优势。 “埃提森”为伙伴提供了强大的售前和售后的服务,以及精准与细微的技术培训服务。 诚信为本,精益求精,追求卓越,矢志创新!是“埃提森”的奋斗目标!是全体员工对所有业务合作朋友的承诺! 我司已取得各类检测设备的多项专利。 差示扫描量热仪专利 热重分析仪专利 导热系数测定仪专利公司产品热分析类产品差示扫描量热仪、导热系数测定仪、介电常数测试仪、氧化诱导期分析仪、热重分析仪TGA、同步热分析仪STA、全自动熔点仪、炭黑分散度测试仪、炭黑含量测试仪、便携式灰分含量测试仪等燃烧类产品 水平垂直燃烧测试仪、灼热丝试验机、针焰试验机、多工位漏电起痕试验机、建材及制品单体燃烧设备、数显氧指数测定仪、建材不燃性试验炉等LED检测类产品ALP-01照明护照Pro等
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  • 到梅特勒托利多公司官网详细了解 Flash DSC 2+闪速差示扫描量热仪Flash DSC 2+ 是完全创新型的超高速扫描量热仪(中文名称为闪速DSC),是对传统 DSC 的完美补充,是目前世界上扫描速率最快的商品化DSC扫描量热仪,升温速率达到2,400,000K/min,降温速率达到240,000K/min。该仪器能分析之前无法测量的结构重组过程。极快的降温速率可制备明确定义的结构性能的材料,例如在注塑过程中快速冷却时出现的结构;极快的升温速率可缩短测量时间从而防止结构改变。Flash DSC扫描量热仪也是研究结晶过程动力学的理想工具,不同的降温速率的应用可影响试样的结晶行为和结构。Flash DSC2+扫描量热仪的心脏是基于MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems微机电系统)技术的芯片传感器(UFS1)。MEMS芯片传感器安置于稳固的有电路连接端口的陶瓷基座上。全量程UFS1传感器有16对热电偶,试样面和参比面各8对。Flash DSC扫描量热仪基于功率补偿测试原理,专利注册的动态功率补偿电路可使超高升降温速率下的测试噪声最小化。传感器的试样和参比面各有热阻加热块,一起生成需要的温度程序。加热块由动态功率补偿控制。热流由排列于样品面和参比面的热电偶测量。 Flash DSC 2+扫描量热仪为快速扫描 DSC 带来了变化。 该仪器可分析以前无法测量的结构重组过程。 Flash DSC 2+ 扫描量热仪是对传统 DSC 的完美补充。 现在,升温速率范围已超过 7 个数量级。它的升温与降温速率极高,为研究热物理转变(如聚合物的结晶与结构重组)和化学过程提供全新的视角。超高降温速率 &mdash 可以制备特定结构的的材料超高升温速率 缩短测量时间、抑制重排过程温度范围宽 可在 -95 至 1000℃ 的范围内测量 扫描量热仪技术参数:温度范围: -95~1000℃升温速率:30~2,400,000℃/min降温速率:6~240,000℃/min最大热流信号: 20mW热流信号噪声: 0. 5&mu W扫描量热仪主要特点:极快的降温速率&ndash 可制备明确定义的结构性能的材料超高的升温速率&ndash 缩短测量时间、防止结构改变极速响应的传感器&ndash 可研究极快反应或结晶过程的动力学超高灵敏度&ndash 可使用低升温速率,测量范围与常规DSC交迭温度范围宽&ndash &ndash 95至450 ° C友好的人体工程学设计和功能&ndash 试样制备快速、容易扫描量热仪应用领域:聚合物等物质的结构形成过程的详细分析、测量快速结晶过程、测定快速反应的反应动力学、研究接近生产条件下的添加剂机理等。扫描量热仪主要型号:Flash DSC 2+到梅特勒托利多公司官网详细了解 Flash DSC 2+闪速差示扫描量热仪查看更多信息 咨询电话:4008-878-788
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  • DSC ( Differential Scanning Calorimeter ):在程序控制温度下,测量输入到试样和参比物的热流量差或功率差与温度关系的一种技术,根据测量方法不同分为热流型和功率补偿型用途:测量包括高分子材料在内的固体、液体材料的熔点、沸点、玻璃化转变、热容、结晶温度、结晶度、纯度、反应温度、反应热等DSC30功能及结构特点:热流型差示扫描量热仪:在程序温度(线性升温、降温、恒温及其组合)过程中,当样品发生热效应时,在样品段和参比物端之间产生了热流差,使用热电偶对这一热流差进行测定,获得相应的图谱整机一体化设计:减少信号损失,抗干扰,重复性好创新型加热炉设计:炉体采用热传导率性能好的纯银金属,通过特殊工艺将特别设计的气氛气路整合在炉体内,既保证了温度的均一性,又提高了吹扫气流的稳定性,从而确保样品变化信号可靠采集及数据分析的准确性特制高灵敏度热电偶:将镍铬丝和镍硅丝和镍铬样品台经特殊工艺焊接在一起,形成高灵敏度的热流传感器。对称的镍铬样品台除了放置样品外,同时也是热电偶的一极,提供敏捷的信号捕捉能力优化的温度控制方法:采用高频PWM方式控制炉温,可控功率分辨率提高到1/40000。 通过BP神经网络动态修正PID参数,改善传统PID鲁棒性,实现大范围高精度温度控制:温控恒温精度±0.03℃,温度准确度0.1℃,升降温线性度准确0.1℃@10℃/min高精度气氛流量控制系统:吹扫气氛流量智能控制,精度高(0.1mL/min);双路气氛,自动切换,流量0-200ml/min可调,提供稳定的实验气路环境高效制冷设备:35分钟内炉温可由550℃降至-40℃,实现较宽温度范围内的可控等速降温,不但提高工作效率,还可更好的测试样品结晶等相变过程提供仪器校正软件、全套校正标样:方便用户自行校正仪器专业智能化热分析分析软件:1、基线、温度、灵敏度校正采用多点校正,高次曲线拟合技术,克服简单线性拟合对非线性校正曲线的误差,用户可自行操作软件进行仪器温度及热焓系数校正;2、冷端补偿保证了温度测量的准确性;3、实验过程实时数据显示,自动缩放;实验数据自动保存,计算结果可导出纯数据以及图片格式;4、图形曲线处理方式灵活,实现多曲线的处理计算,同时合理设置的快捷键及功能键使操作简单明了。5、提供丰富实用的热分析专业计算功能,可实现:★ 焓值、外延起始点结束点温度、峰值温度的计算(Calibrating enthalpy,Texo,Tm)★ 氧化诱导期的计算(Calibrating Toi)★ 玻璃化温度计算(Calibrating Tg)★ 单点计算(Calibrating single point)★ 仪器系统常数校正计算(Calibrating K coefficient)★ DTA\DSC基线拟合(Baseling fitting)及校正★ S基线校正焓值计算
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  • DSC系列差示扫描量热仪/差热分析仪1、仪器简介 差示扫描量热法(DSC)这项技术一直被广泛应用。差示扫描量热仪既是一种例行的质量测试工具,也是一个研究工具。测量的是与材料内部热转变相关的温度、热流的关系。我公司的仪器为热流型差示扫描量热仪,具有重复性好、准确度高的特点,特别适合用于比热的精确测量。该设备易于校准,使用难度低,快速可靠,应用范围非常广,特别是在材料的研发、性能检测与质量控制上。材料的特性,如玻璃化转变温度、冷结晶、相转变、熔融、结晶、产品稳定性、固化/交联、氧化诱导期等,都是差示扫描量热仪的研究领域。我公司有多种类型差示扫描量热仪,客户根据实验参数以及实验需求选择不同的型号。 差示扫描量热仪应用范围有: 高分子材料的固化反应温度和热效应、物质相变温度及其热效应测定、高聚物材料的结晶、熔融温度及其热效应测定、高聚物材料的玻璃化转变温度等。不同型号的仪器,测试不同的指标。2、产品特点:2.1全新的炉体结构,更好的解析度和分辨率以及更好的基线稳定性仪器主控芯片;2.2仪器可采用双向控制(主机控制、软件控制),界面友好,操作简便;2.3采用 Cortex-M3 内核 ARM 控制器,运算处理速度更快,温度控制更加精准;2.4采用 USB 双向通讯,操作更便捷,采用 7 寸 24bit 色全彩 LCD 触摸屏,界面更友好;2.5采用专业合金传感器,更抗腐蚀,抗氧化;2.6支持中/英文切换。2.7原始数据保存,分析,分析之后数据保存。2.8超高灵敏度,源自于更平的基线和更好的信噪比.2.9支持温度校准,调入基线,多点校准.2.10试验进行中,可查看实时数据。2.11支持时间/温度,(热流率 dH/dt)/温度切换。2.12智能软件可自动记录 DSC 曲线进行数据处理、打印实验报表.2.13数据支持导出 txt,excel,bmp 图片格式2.14支持曲线分析,平滑,放大,缩放功能。2.15支持多曲线打开,便于实验的重复性比较。3、仪器参数:3.1 全新的炉体结构,更好的解析度和分辨率以及基线稳定性;3.2 仪器下位机数据实时传输,界面友好,操作简便。DSCDSC-214DSC-204DSC-404DSC-214HDSC-404HDSC量程0~±600mW温度范围RT~600℃-40℃~-600℃-150℃~-600℃RT~600℃(带降温扫描)-150℃~600℃(带降温扫描)升温速率0.1~100℃/min温度精确度±0.01℃温度准确度0.001℃温度波动±0.01℃温度重复性±0.1℃DSC精确度0.001mWDSC解析度0.001mW工作电源AC220V/50Hz或定制控温方式升温、恒温、降温(全程序自动控制)程序控制可实现六段升温恒温控制,特殊参数可定制曲线扫描升温扫描、降温扫描、曲线扫描气氛控制两路自动切换(仪器自动切换)气体流量0-300mL/min(可定制其它量程)气体压力≤0.55MPa显示方式24bit色7寸LCD触摸屏显示数据接口标准USB接口参数标准配有标准物质(锡),用户可自行矫正温度和热焓仪器热电偶三组热电偶,一组测试样品温度,一组测试内部环境温度,一组炉体过热自检传感器软 件带有温度多点校正功能设备尺寸500*500*300(mm)(长宽高)备注所有技术指标可根据用户需求调整GB/T19466.1-2004塑料差示扫描量热法(DSC)第1部分:通则 警示一使用本标准的这部分时,可能会涉及有危险的材料,操作和设备,本标准不涉及与使用有关的所有安全问题的解决方法,本标准的使用者有责任在使用前规定适当的保障人身安全的措施并演定这些规章制度的适用性。1、范围GB/T19466本部分规定了使用差示扫描量热法(DSC)对热塑性塑料和热固性塑料包括模塑材料和复合材料等聚合物进行热分析的方法通则。本都分适用于GB/T19466第2至第7部分所叙述的应用差示扫描量热法对聚合物进行各种测定的方法。2、规范性引用文件 下列文件中的条款通过GB/T19466本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分,然而,鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本,凡是不注日期的引用文件,其新版本适用于本部分。GB/T2918-1998塑料试样状态调节和试验的标准环境(idtISO291:1997)术语和定义3、下列术语和定义适用于GB/T19466的本部分。3.1差示扫描量热法(DSC)Differentialscanningcalorimetry(DSC)在程序温度控制下,测定输入到试样和参比样的热流速率(热功率)差对温度和/或时间关系的技术。通常,每次测量记录一条以温度或时间为X轴,热流速率差或热功率差为Y轴的曲线。3.2参比样referencespecimen在一定温度和时间范围内,具有热稳定性的已知样品。注:通常,使用和装试样的样品皿相同的空皿作为参比样。3.3标准样品standardreferencematerial具有一种或多种足够均匀且确定的热性能材料。该材料能用于DSC仪器校准、测量方法的评价及材料的评估。3.4热流速率;热功率heatflux thermalpower:单位时间的传热量(dQ/dr)注:总传热量Q等于热流速率对时间的积分,见式(1),单位为J/kg或J/g。GB/T19466.1-2004/ISO11357-1:1997……………………………(1)式中:Q—总传热量,单位为焦耳每千克(J/kg);焦耳每克(J/g)。3.5焓变H:changeinenthalpy在恒定压力下,试样因化学、物理或温度变化而吸收(△H为正)或放出(△H为负)的热量,见式(2),单位为J/kg或J/g。……………(2)式中:△H——焓变,单位为焦耳每千克(J/kg);焦耳每克(J/g)。3.6恒压比热容cp:specificcapacityatconstantpressure在恒定压力及其他参数恒定下,单位质量材料温度升高1℃所需要的热量,见式(3)。……………(3)式中:aQ——在恒定压力下,使质量为m的材料升高aT℃所需要的热量,单位为焦耳(J);cp——恒压比热容,单位为焦耳每千克摄氏度J/(kgC)]或焦耳每克摄氏度[J/(g℃)]。分析聚合物时应小心,以保证测得的比热容不包含任何因化学或物理变化而产生的热量变化。3.7基线baselineDSC曲线上位于反应或转变区域以外,但与该区域相邻的部分。在该部分中,热流速率(热功率)差近于恒定。3.8准基线virtualbaseline假定反应热和/或转变热为零时,通过反应和/或转变区域所拟合出的基线。通常采用内插或外推方法在所记录的基线上画出。一般在DSC曲线上标示(见图1)。3.9峰peakDSC曲线上,偏离基线达到最大值然后又返回到基线的那部分曲线。注:峰的开始对应于反应或转变的开始。3.9.1吸热峰endothermicpeak输入到试样的能量大于相应准基线能量的峰。3.9.2放热峰exothermicpeak输入到试样的能量小于相应准基线能量的峰。注:根据热力学的惯例,当反应或转变是放热时,含变为负。吸热时,含变为正。吸热或放热的方向,通常在DSC曲线上表示。3.9.3峰高:peakheight峰最高点与准基线间的距离,用mW表示。峰高与试样质量不成比例关系。3.10特征温度characteristictemperatureDSC曲线上的特征温度如下:——起始温度Ti ——外推起始温度Tei ——峰温度Tp;——外推终止温度Tef ——终止温度Tf。4、原理在规定的气氛及程度温度控制下,测量输入到试样和参比样的热流速率差随温度和/或时间变化的关系。注:可使用功率补偿型和热流型两种类型的DSC仪进行试验。这两种方法所使用的测量仪器设计区分如下:a)功率补偿型DSC;保持试样和参比样的温度相同,当试样的温度改变时,测量输入到试样和参比样之间的热流速率差随温度或时间的变化。b)热流型DSC:按控制程序改变试样的温度时,测量由试样和参比样之间的温度差而产生的热流速率差随温度或时间的变化。这种测量,试样和参比样之间的温度差与热流速率差成比例。5、仪器和材料5.1差示扫描量热仪,主要性能如下:a)能以0.5℃/min~20℃/min的速率,等速升温或降温;b)能保持试验温度恒定在土0.5℃内至少60min;c)能够进行分段程序升温或其他模式的升温;d)气体流动速率范围在10mL/min~50mL/min,偏差控制在±10%范围内;e)温度信号分辨能力在0.1℃内,噪音低于0.5℃;f)为便于校准和使用,试样量最小应为1mg(特殊情况下,试样量可以更小);GB/T19466.1—2004/ISO11357-1:1997g)仪器能够自动记录DSC曲线,并能对曲线和准基线间的面积进行积分,偏差小于2%;h)配有一个或多个样品支持器的样品架组件。5.2样品皿 用来装试样和参比样,由相同质量的同种材料制成。在测量条件下,样品皿不与试样和气氛发生物理或化学变化样品皿应具有良好的导热性能,能够加盖和密封,并能承受在测量过程中产生的过压。5.3天平:称量准确度为士0.01mg。5.4标准样品:参见附录A。5.5气源:分析级6、试样 试样可以是固态或液态。固态试样可为粉末、颗粒、细粒或从样品上切成的碎片状。试样应能代表受试样品,并小心制备和处理。如果是从样片上切取试样时应小心,以防止聚合物受热重新取向或其他可能改变其性能的现象发生。应避免研磨等类似操作,以防止受热或重新取向和改变试样的热历史。对粒料或粉料样品,应取两个或更多的试样。取样的方法和试样的制备应在试验报告中说明。注:不正确的试样制备会影响待测聚合物的性能。其他有关资料,见附录B。7、试验条件和试样的状态调节7.1试验条件试验前,接通仪器电源至少1h,以便电器元件温度平衡。仪器的维护和操作应在GB/T2918-1998规定的环境下进行。注:建议仪器不要放在风口处,并防止阳光直接照射。测量时,应避免环境温度、气压或电源电压别烈被动。7.2试样的状态调节测定前,应按材料相关标准规定或供需双方商定的方法对试样进行状态调节。注1:除非规定了其他条件,建议按照GB/T2918-1998的规定对试样进行状态调节。注2:DSC得到的结果受状态调节影响很大。8、校准8.1总则至少应按照仪器生产厂的建议校准量热仪的能量和温度测量装置。注1:由于校正函数K(T)(见8.3)随温度而变化,所以不能表示为简单的比例系数。因此,对每一个参数,即温度或能量,有必要至少用两种标准样品进行校准。在附录A中给出的大多数标准样品,都能用于温度和能量两个参数的校准。注2:影响校准的因素:—-DSC量热计类型;----气体及其流速;——样品皿类型,尺寸及其在样品支持架上的位置;——试样的质量:——升温和降温速率;——冷却系统的类型。建议尽可能精确地确定实际测定条件,并用相同的条件进行校准。DSC仪器附带的计算机系统可能会自动校准某些参数。注3:建议定期用熔点接近于待测材料测试温度范围的标准样品对温度和能量测量装置进行校准。8.2温度校准进行温度校准的步骤如下:——选择至少两种转变温度处于或接近待测温度范围的标准样品;——用与测定试样相同的条件测定标准样品的转变温度。标准样品转变温度的定义为:在峰的前沿最大斜率点的切线与外推基线的交点(即:外推起始温度);一通过比较标准样品的标准值和记录值确定温度校正系数,除非计算机系统能根据标准值与记录值进行比较自动得到。注:在升温方式下,正确地校准仪器可给出一致的结果,但在降温方式下却不一定(因为过冷)。因为没有用于降温方式的标准样品,可只对升温方式进行温度校准。每次改变试验条件,都应进行温度校正。如果需要,也可按有关要求经常进行温度校准。温度校准的重复性应优于2%。8.3能量或热功率的校准DSC仪器能量(以J为单位)或热功率(以W为单位)的校准,就是测定校准函数K(T)或仪器灵敏度与温度的关系。灵敏度单位为mW/mV,它表示仪器指示的电信号E(T)与在温度T时传递给试样的功率P(T)的关系,如式(4)所示:P(T)=K(T)×E(T)………………(4)或用积分式,如式(5)所示……………(5)式中:P(T)——温度为T时DSC仪传递给试样的功率,单位为毫瓦(mW);K(T)——校准函数或仪器灵敏度,单位为毫瓦每毫伏(mW/mV);E(T)——仪器指示的电信号,单位为毫瓦(mW)。根据DSC仪的类型和待测的温度范围,可用仪器直接校准或用标准样品的熔融或热容的测试值与它们的标准值比较来进行校准。注:在选择校准方法时,建议参照仪器制造商的有关资料。按下述步骤进行校准:——选择两种或多种标准样品,其热容和熔点处于或接近待测的温度范围;——用与测定试样相同的条件测定标准样品;——记录转变热或热容的电信号E与温度的关系图;一通过比较标准值与记录值,确定能量或热功率校正函数。除非计算机系统能根据标准值与记录值比较自动地得到校正函数。能量校准应定期进行。这种校正的重复性应优于2%。9、操作步骤9.1仪器准备9.1.1试验前,接通仪器电源至少1h,使电器元件温度平衡。9.1.2将具有相同质量的两个空样品皿放置在样品支持器上,调节到实际测量的条件。在要求的温度范围内,DSC曲线应是一条直线。当得不到一条直线时,在确认重复性后记录DSC曲线。9.2将试样放在样品皿内9.2.1选择容积适当的样品皿,并保证其清洁;9.2.2用两个相同的样品皿,一个作试样皿,另一个作参比1(可用空样品皿或不空的样品皿);9.2.3称量样品皿及盖,精确到0.01mg 9.2.4将试样放在样品皿内;9.2.5如果需要,用盖将样品皿密封;9.2.6再次称量试样皿。9.3把样品皿放入仪器内用镊子或其他合适的工具将样品皿放入样品支持器中,确保试样和皿之间、皿和支持器之间接触良好。盖上样品支持器的盖。9.4温度扫描测量9.4.1设置仪器的程序,以进行需要的热循环。可使用两种类型的程序:连续或分步。9.4.2开始测量。测量期间所需的控制操作取决于测量类型和仪器相联的计算机的功能,参考仪器制造商的资料。9.4.3把样品支持器组件冷却到室温,取出试样皿,检验试样皿是否变形及或试样是否溢出。若试样溢出污染样品支持器,则按照制造商说明书进行清洗。四9.4.4称量试样皿,如果有质量损失,则可能发生另外的熔变。9.4.5如果怀疑有化学变化,打开试样血并检查试样。被损坏的皿不能再次用于测量。9.4.6按仪器制造商的说明书处理数据。聚合物DSC测定结果受样品和试样的热历史和形态的影响很大。建议进行两次测定,第二次测定在按规定的降温速率冷却以后进行,以确保试验结果的一致。有关资料见附录B。9.5等温测量注:根据所用仪器的类型,有两种不同的恒温步骤:即将试样在室温下装入样品支持器或在规定的测量温度下装入样品支持器。9.5.1在室温下放入试样9.5.1.1将样品皿放入样品支持器中。设置仪器的程序,使其以快速扫描速率达到预定温度。9.5.1.2当得到稳定的基线后,尽快使仪器达到规定温度。9.5.1.3恒温,记录以时间为横坐标的DSC曲线。9.5.1.4当吸热/放热反应或转变完成以后,仪器试验条件不变继续运行,直到再次得到稳定的基线。注:运行5min是合适的。9.5.1.5测试结束后,冷却仪器,取出样品皿。9.5.1.6称量装有试样的皿。9.5.1.7按仪器制造商的说明处理数据。注:当材料在室温和测量温度下没有发生反应或转变时,可将仪器温度直接升高到规定的测量温度。在这种情况下,基线是在室温下得到的。9.5.2在测量温度下放入试样9.5.2.1设置仪器的程序,仪器升温达到规定的测量温度。9.5.2.2让仪器温度达到稳定状态条件。9.5.2.3在此温度下将试样皿和参比皿放入样品支持器中,记录以时间为横坐标的DSC曲线。9.5.2.4当吸热/放热反应或转变完成以后,仪器试验条件不变继续运行,直到再次得到稳定的基线。注:运行5min是合适的。9.5.2.5测试结束后,冷却仪器,取出样品皿。9.5.2.6称量装有试样的皿。9.5.2.7按仪器制造商的说明处理数据。9.5.2.8如果在试验过程中有试样溢出,应清理样品支持器。清理按照仪器制造商的说明书进行,并用至少一种标准样品进行温度和能量的校准,确认仪器有效。10、试验报告试验报告应包括以下内容:a)注明参照本标准;b)标明受试材料的全部资料信息;c)所用DSC仪器类型;d)所用样品皿类型;e)每次使用的标准样品,特征值及用量;f)样品支持器组件中所用的气体及流速;g)取样、试样制备及试样状态调节的详细情况;h)试样质量;i)样品和试样在试验前的热历史;j)程序温度参数,应包括起始温度,升温速率,最终温度以及降温速率;k)试样质量的变化;1)试验结果;m)试验日期。试验报告应附DSC曲线。附录A(资料性附录)标准样品表A.1各种标准样品的转变或熔触温度及熔融焙附录B(资料性附录)一般建议 GB/T19466.1差示扫描量热仪适用于聚合物材料的比较测试。然而,使用本方法的测试结果常常受系统误差的影响,例如:不正确的校准、基线校准或试样制备等因素。建议用聚合物来做标准样品(同常规分析材料相似)用于待测材料的分析。这样有利于对不同仪器、时间和试样制备方法测得的数据进行比较。 GB/T19466.1差示扫描量热仪建议测试温度不要超出聚合物样品的分解温度。样品分解会导致样品从不带盖的样品皿中溢出或从密封的试样皿挤出而污染样品架组件。温度过高或温度扫描范围太大,会引起校准曲线线性的变化,导致结果不准确。 GB/T19466.1差示扫描量热仪当一条多峰的DSC曲线中的各个峰是可分开的,则对各峰的说明是相当确定的(参见本系列标准的第3部分中的3.7)。但更多的情况,DSC曲线中的峰是分不开的。这些类型的曲线是由于几个反应和/或转化同时发生的结果。在这种情况下,测得的热性能只能是:总、第一个反应或转变的起始温度和外推起始温度、最后一个反应或转变的外推终止温度和终止温度、以及几个峰温。仅用DSC曲线,不可能完全识别这些单个反应或转变。在某些情况下,调节升温或降温速率可能会有助于分离多峰现象。但是,降温速率对降温后升温扫描测得的特征温度有很大影响,应小心操作。 GB/T19466.1差示扫描量热仪DSC曲线在第一次升温扫描中有几个峰,而在第二次升温扫描时只有一个峰的现象,对聚合物来说是典型的。第二次升温扫描通常是随着一个准确迅速均匀的冷却过程后进行的。第一次升温扫描获得的信息可以说明聚合物经受的预热过程(如加工和试样制备)。因此,分析聚合物时,建议分三步进行DSC操作;第一次升温、然后降温和第二次升温。用上述步骤进行测试,记录试样皿中聚合物的初始质量及第二次升温前后的质量,可有助于识别各个不同的峰。要想得到不受热历史影响的样品材料的热性能信息,应使用第二次扫描的结果。
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  • 使用功率补偿型DSC对药物多晶型进行高分辨表征
    前言物质在结晶时由于受各种因素影响,使分子内或分子间键合方式发生改变,致使分子或原子在晶格空间排列不同,形成不同的晶体结构。同一物质具有两种或两种以上的空间排列和晶胞参数,形成多种晶型的现象称为多晶现象(polymorphism)。许多结晶药物都存在多晶型现象,同一药物的不同晶型在外观、溶解度、熔点、溶出度、生物有效性等方面可能会有显著不同,从而影响药物的稳定性、生物利用度及疗效,此现象在口服固体制剂方面表现得尤为明显。药物多晶型现象是影响药品质量与临床疗效的重要因素之一。因此,对存在多晶型的药物进行研发以及审评时,应对其晶型分析予以特别关注。多晶型药物中的不同晶型的热力学稳定性不同,不稳定晶型的熔融温度可能显著低于热力学稳定的晶型;而一种晶型熔融后可能结晶形成另一种更稳定的晶型。对于很多药物材料来说,多晶型现象的存在是非常重要的,因为在服用药物后,它们对血液循环中有效成分的摄取,以及药物保质期等方面会产生重大影响。同一药物的某种晶型可能比其它晶型更易溶解或摄取,其释放时间也会有所不同,并可以通过一定类型和水平的特定多晶型来进行控制。另外,某些晶型的储存期可能更长;随着时间的变化,易于溶解的晶型可能转变为不易溶解的晶型,从而导致药物活性的改变。中国药典通则《9015药品晶型研究及晶型质量控制指导原则》中明确说明,当固体药物存在多晶型现象,且不同晶型状态对药品的有效性、安全性或对质量可产生影响时,应对原料药物、固体制剂、半固体制剂、混悬剂等中的药物晶型物质状态进行定性或定量控制。在“药品晶型质量控制方法”一节中,明确晶型种类相对鉴别方法为粉末X射线衍生 (PXRD)、红外光谱 (IR)、拉曼光谱 (Raman)、差式扫描量热 (DSC)、热重 (TG)、毛细管熔点 (MP)、光学显微 (LM)、偏光显微 (LM) 和固体核共振 (ssNMR) 等9种方法。其中,TG方法中新增的热重与质谱联用 (TG-MS) 可以实现不同晶型药品在持续加热过程中的失重量和失重成分以及结晶溶剂和其它可挥发性成分的定性、定量分析。中国药典通则《0981结晶性检查法》规定固态药物的结晶性检查可采用偏光显微镜法、粉末X射线衍射法和差示扫描量热法 (DSC)。其中新增的DSC法可实现对晶态物质的尖锐状吸热峰或非晶态物质的弥散状 (或无吸热峰) 特征进行结晶性检查。当相同化合物的不同晶型固体物质状态吸热峰位置存在差异时,亦可采用DSC法进行晶型种类鉴别。DSC 测量的是加热、冷却或等温条件下样品吸收和释放的热流信号。《化学仿制药晶型研究技术指导原则》(试行)结合我国仿制药晶型研究的现状并参考国外监管机构相关指导原则起草制定,阐明仿制药晶型研究过程中的关注点,涉及的晶型包括无水物、水合物、溶剂合物和无定型等。指导原则明确了可使用热分析法 (如DSC和TG) 和光谱法 (如IR和Raman) 作为药物晶型表征方法和晶型确证方法;晶型控制参照《中国药典》相关通则 (《9015药品晶型研究及晶型质量控制指导原则》和《0981结晶性检查法》) 对晶型进行定性和/或定量分析。珀金埃尔默DSC 8500采用独一无二的功率补偿型设计,测量真实的热流信号。相互独立的轻质双炉体设计,使得 DSC 8500既可以提供药物多晶型测定所需要的极高灵敏度,又可以提供非常卓越的信号分辨率。同时,由于功率补偿型DSC的小炉体设计,提供了快速升降温的可能,从而可以在测试中通过快速升温,抑制低温晶型熔融后的重结晶,进而得到真实的各晶型比例。珀金埃尔默DSC产品,除了在药物晶型研究上的优势,在药物分析与研究方面,还具有如下优势:1灵敏度高,可灵敏检测蛋白变性的微量放热;2量热准确度高,特别适合药品纯度检测;3专利的调制技术,可研究晶型的可逆和不可逆转变;4铂金炉体,特别适用于药物的易分解特性;DSC 8500差式扫描量热仪极高的灵敏度,可以检测很弱的晶型转变过程或者含量很低的晶型成分卓越的分辨率,可以更好地分离多种晶型的熔融峰最快的加热和冷却速率 (最高可达750°C/min)使用铂面电阻测温技术 (PRT) 测量样品温度,准确性和重现性优于热电偶非常稳定的基线性能具备StepScan DSC技术,可以直接分离可逆与不可逆的热过程或热转变最大程度遵从21 CFR Part 11法规实验1某药物材料DSC测试测试条件升温速率:3℃min-1/10℃min-1;样品质量:~3mg;样品盘:标准卷边铝盘;吹扫气;高纯氮气;温度范围:90℃~170℃图1. 每分钟10℃加热速率下药物材料的DSC测试结果图2. 熔融峰放大后在111℃显示出肩峰图1所示为每分钟10°C常规加热速率下药物材料的DSC测试结果。样品显示出单一的熔融吸热峰,起始熔融温度为107.4°C,没有显示出明显的多晶现象。对熔融峰进一步观察,可以在高温侧发现一个很小的肩峰。对这一熔融转变进行放大,如图2所示,该药物样品在111°C附近确实存在肩峰,这是存在多晶型现象的有力标志。利用晶型转变的时间特性,能够对可能存在的多晶型现象进行检验;改变DSC加热速率 (含时间依赖性或速率),可以识别可能存在的多晶型。图3. 每分钟3℃加热速率下药物材料的DSC测试结果以每分钟3℃的低加热速率对该特定样品进行分析,DSC测试结果如图3所示,该药物样品明确显示出多晶型现象。样品在107.2℃发生熔融后随即进行结晶,如109℃ 的放热峰所示。要对紧随多晶熔融转变的结晶峰进行检测和分辨,确实需要如珀金埃尔默DSC 8500这样的具有很高分辨率的功率补偿型DSC仪器。作为对比,本实验也采用了高性能的热流型DSC仪器对该药物多晶型样品进行分析,即便在低加热速率下也无法检测到这三个转变过程 (不稳定晶型熔融、结晶、稳定晶型熔融) 的存在。主要原因是热流型DSC的炉体质量较大 (150g),响应速率远低于功率补偿型DSC。如本研究结果所示,对于很多药物材料来说,具有极高分辨率的DSC仪器是成功且完整地检测到多晶型现象的必要条件。实验2卡马西平多晶型DSC测试测试条件升温速率:10/50/100/150/200/250℃min-1;样品质量:~5mg;样品盘:标准卷边铝盘;吹扫气;高纯氮气;温度范围:100℃~240℃在检测到多晶型存在的情况下,需要对各晶型成分进行定量。使用DSC方法对晶型进行定量的逻辑是:通过将测量得到的晶型熔融峰面积与100%纯净的晶型熔融焓值比较,计算对应晶型在样品中的百分比。实际测试中,由于低温晶型熔融后可能存在重结晶现象,易对高温的熔融峰归属判定产生误导。同时,由于结晶峰与熔融峰相近,会干扰熔融峰面积的计算,难以确定真实的熔融焓值。卡马西平(Carbamazepine)是治疗癫痫病和神经性疼痛的药物,存在多个晶型。某卡马西平样品在常规测试条件(10℃/min)下,其DSC曲线如图4所示。可以看出,低温晶型(晶型III)在熔融后(红色虚框内吸热峰),出现了放热峰(蓝色虚框),该峰对应于熔融部分的重结晶。在更高的温度区间,可观察到晶型I的熔融峰(绿色虚框)。在高温区间检测到的晶型I熔融峰可能来源于原始样品,也可能来源于晶型III熔融后重结晶,亦或是两者都有。因此,在当前的常规测试条件下,难以进行归属。另外,由于晶型III的熔融和重结晶峰部分重叠,也无法准确计算晶型III的熔融焓值。图4 每分钟10℃加热速率下卡马西平的DSC测试结果按照结晶的理论,重结晶是一个动力学控制的过程,重结晶程度与结晶时间关系很大。因此,如果能够通过改变测试条件,缩短熔点不同的两个晶型间的时间跨度,就可以抑制低温晶型熔融后的重结晶。功率补偿型DSC的小炉体设计,使得快速地升降温成为可能,从而为这类体系的分析提供了技术保证。在本例中,使用不同的快速升温速率进行同一种类样品的考察,结果如图5所示。可以看到,随着升温速率的提高,DSC曲线中晶型I的熔融峰面积逐渐减小;在250℃/min的升温速率下,晶型I熔融峰完全消失,这意味着:1在前述慢速升温下得到的DSC曲线中,晶型I完全来自于低温晶型III熔融后的重结晶,原始样品中并没有晶型I的存在;2晶型I的熔融峰消失,表明在当前测试条件下,晶型III没有重结晶,此时量测到的熔融峰完全不受晶型III重结晶放热的干扰,从而可以准确计算纯净的晶型III熔融焓值(109.5J/g)。图5 不同升温速率下卡马西平DSC测试结果基于以上测试结果,继续在快速升温抑制重结晶的条件下测试真实的混合晶型样品,就可以通过前面得到的晶型III熔融焓值,准确计算晶型III和晶型I的比例,如图6所示。图6 卡马西平混合晶型样品在每分钟250℃加热速率下DSC测试结果总结珀金埃尔默功率补偿型DSC 8500既可以提供许多药物材料的多晶型检测所需要的极高灵敏度,又可以提供非常卓越的分辨率。对于新药研发行业来说,多晶型检测非常重要,因为多晶型现象对于药物有效成分进入血液循环的速率有很大的影响,也会影响到药物的储存期。功率补偿型DSC的小炉体设计具有很快的响应时间,从而确保对热转变过程进行很好地检测和分辨。在上述研究中,功率补偿型DSC可以揭示特定药物的多晶型性质,而高性能的热流型DSC仪器则无法检测到该样品的多晶型现象 (结晶过程)。另外,通过功率补偿型DSC实现的快速升温测试,可以抑制药物分子低温晶型重结晶,从而更可靠地判断样品的晶型情况,进而准确计算各晶型相对含量。扫描下方二维码即刻获取相关资料
  • 差示扫描量热仪的扩展
    p  差示扫描量热仪除常规的热通量式DSC和功率补偿式DSC外,还有数种特殊的应用形式。/ppstrong超快速差示扫描量热仪/strong/pp  超快速DSC是最新发展起来的创新型快速差示扫描量热仪,采用动态功率补偿电路,属于功率补偿式DSC的一类。/pp  瑞士梅特勒-托利多公司于2010年9月推出了世界上首款商品化超快速差示扫描量热仪Flash DSC(中文名称:闪速DSC)。升温速率可达到2400000K/min,降温速率可达到240000K/min。/pp  闪速DSC的心脏是基于微机电系统(micro electro mechanical systems-MEMS)技术的芯片传感器,传感器置于有电路连接端口的陶瓷基座上。如图所示为闪速DSC芯片传感器和测量原理示意图。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/b5b7573d-a532-4a86-95d9-b7ec0e2ba93d.jpg" title="闪速DSC芯片传感器和测量原理示意图.jpg" width="400" height="325" border="0" hspace="0" vspace="0" style="width: 400px height: 325px "//pp style="text-align: center "strong闪速DSC芯片传感器和测量原理示意图/strong/pp style="text-align: center "1.陶瓷板 2.硅支架 3.金属连线 4.电阻加热块 5.铝薄涂层 6.热电偶/pp  试样面和参比面各有电阻加热块,加热块由动态功率补偿控制。补偿功率即热流由排列于样品面和参比面的各8对热电偶测量。热电偶呈星形对称排列,可获得平坦和重复性好的基线。样品面和参比面由涂有铝薄涂层的氮化硅和二氧化硅制成,可保证传感器上的温度分布均匀。传感器面厚约2.1μm,时间常数约为1ms,可保证快速升降温速率下的高分辨率。/pp  在常规DSC中,为了保护传感器,将试样放在坩埚内测试,坩埚的热容和导热性对测量有显著影响。典型的试样质量为10mg。在闪速DSC中,试样直接放在丢弃型芯片传感器上进行测试。试样量一般为几十纳克(ng)。由于试样量极小,必须借助显微镜制备试样。/pp  闪速DSC能分析之前无法测量的结构重组过程。极快的降温速率可制备明确定义的结构性能的材料,如在注塑过程中快速冷却时出现的结构 极快的升温速率可缩短测量时间从而防止结构改变。不同的降温速率可影响试样的结晶行为和结构,因此闪速DSC是研究结晶动力学的很好工具。闪速DSC在其升、降温低速段可与常规DSC交叠,如闪速DSC的最低升温速率为30K/min、最低降温速率为6K/min。因此,闪速DSC与常规DSC可互为补充,达到极宽的扫描速率范围。/ppstrong高压差示扫描量热仪/strong/pp  将DSC炉体集成于压力容器内,可制成高压差示扫描量热仪。高压DSC一般有3个气体接口,各由一个阀门来控制:快速进气口用来增压 炉腔吹扫气体入口用于进行测试过程中的气流控制 气体出口用于进行压力控制。测试炉内的实际压力由压力表显示。通过压力和气体流量控制器,可实现静态和动态程序气氛下的精确压力控制。/pp  加压将影响试样所有伴随发生体积改变的物理变化和化学反应。在材料测试、工艺过程开发或质量控制中,经常需要在压力下进行DSC测试。高压DSC仪器扩展了热分析的应用。/pp  压力下进行DSC测试可缩短分析时间,较高压力和温度将加速反应进程 可模拟实际反应环境,在工艺条件下测试 可抑制或延迟蒸发,将蒸发效应与其他重叠的物理效应及化学反应分开,从而改进对重叠效应的分析和解释 可提高气氛的浓度,加速与气体的多相反应速率 可在特定气氛下测量,如氧化、无氧条件或含有毒或可燃气体(如氢气) 可通过不同压力下的实验,更精确地测试吸附和解吸附行为。/ppstrong光量热差示扫描量热仪/strong/pp  光量热组件与DSC结合,可生成DSC光量热仪,测量材料在不同温度下用一定波长的光照射引发固化反应所产生的焓变。主要应用于材料的光固化领域,测试光引发的反应。可用于研究各种光敏材料的光效应,如光活性固化过程、光引发反应以及紫外线稳定剂影响、加速测试或老化研究中聚合物稳定性的光强度效应。/pp  如图所示为光量热DSC仪光学部分的示意图。光源一般为紫外线,也可为其他光源,如可见光。通过遮光器的开闭来控制光照时间,光强度由光源控制。光由光纤透过石英炉片(用作炉盖)照射到试样和参比坩埚上,由DSC传感器测量固化反应焓。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/2da48264-bd5e-4dc3-8c3f-1cea1d15ca90.jpg" title="光量热DSC系统的光学设计示意图.jpg" width="400" height="421" border="0" hspace="0" vspace="0" style="width: 400px height: 421px "//pp style="text-align: center "strong光量热DSC系统的光学设计示意图/strong/ppstrong差示扫描量热仪显微镜系统/strong/pp  DSC与装备有摄像技术的显微镜的结合可生成DSC显微镜系统,在DSC加热或冷却过程中可对试样进行光学观察,得到与DSC测试同步的图像信息。这种图像信息对于DSC测试到的现象作出精确的解释往往非常有用,而且显微镜能对极少或无焓变的过程摄录信息,达到极高的测试极限。/pp  典型的应用有粘合剂或固体涂料的流延性测试,薄膜或纤维收缩的光学观察,药物或化学品从溶液结晶、热致变色、汽化、升华及安全性研究,食物脂肪和食用油的氧化稳定性、与活性气体的反应,等等。/ppstrong温度调制式差示扫描量热法/strong/pp  DSC的传统温度程序是以恒定的速率将试样升温或降温。温度调制式差示扫描量热法的升温速率以更复杂的方式变化,是在线性温度程序上叠加一个很小的调制温度。/pp  典型的温度调制式DSC方法有等温步阶扫描法、调制DSC法和随机调制DSC法3种。/pp  等温步阶扫描法的温度程序由一系列等温周期步阶组成。调制DSC方法的温度程序为在线性温度变化上叠加一个周期性变化(通常为正弦)的调制,也可叠加其他调制函数(如锯齿形)。随机调制DSC为最先进的温度调制式技术,它的温度程序是在基础线性升温速率上叠加脉冲形式的随机温度变化。/pp  温度调制技术的优势在于可将热流分离为两个分量,一个对应于试样的比热容,另一个对应于所谓的动力学过程,如化学反应、结晶过程或蒸发过程等。/p
  • 差示扫描量热仪原理简介
    p  差示扫描量热法是在程序控温和一定气氛下,测量流入流出试样和参比物的热流或输给试样和参比物的加热功率与温度或时间关系的一种技术,使用这种技术测量的仪器就是差示扫描量热仪(Differential scanning calorimeter-DSC)。/pp  扫描是指试样经历程序设定的温度过程。以一个在测试温度或时间范围内无任何热效应的惰性物质为参比,将试样的热流与参比比较而测定出其热行为,这就是差示的含义。测量试样与参比物的热流(或功率)差变化,比只测定试样的绝对热流变化要精确的多。/pp  差热分析法是测量试样在程序控温下与惰性参比物温差变化的技术,使用这种技术测量的仪器就是差热分析仪(Differential thermal analyzer-DTA)。DTA是将试样和参比物线性升温或降温,以试样与参比间的温差为测试信号。DTA曲线表示试样与参比的温差或热电压差与试样温度的关系。/pp  现在,DTA主要用于热重分析仪(TGA)等的同步测量,市场上已难觅单独的DTA仪器。/pp  DSC主要有两类:热通量式DSC和功率补偿式DSC。/ppspan style="color: rgb(255, 0, 0) "strong热通量式DSC/strong/span/pp  热通量式DSC是在程序控温和一定气氛下,测量与试样和参比物温差相关的热流与温度或时间关系的一种技术和仪器。热通量式DSC是通过试样与参比物的温差测量流入和流出试样的热流量。/pp  热通量式DSC的测量单元根据所采用的传感器的不同而有所区别。/pp  如下图所示为瑞士梅特勒-托利多公司采用金/金-钯热电偶堆传感器设计的DSC测量单元示意图。传感器下凹的试样面和参比面分别放置试样坩埚和参比坩埚(一般为空坩埚)。热电偶以星形方式排列,以串联方式连接,在坩埚位置下测量试样与参比的温差。试样面和参比面的热电偶分布完全对称。几十至上百对金/金-钯热电偶串联连接,可产生更高的测量灵敏度。传感器的下凹面提供必要的热阻,而坩埚下的热容量低,可获得较小的信号时间常数。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/f02e8309-d24c-4db9-9b02-ba4b239805a5.jpg" title="金_金-钯热电偶堆传感器热通量式DSC测量单元截面示意图.jpg" width="400" height="345" border="0" hspace="0" vspace="0" style="width: 400px height: 345px "//pp style="text-align: center "strong金/金-钯热电偶堆传感器热通量式DSC测量单元截面示意图/strong/pp  如下图所示为美国Waters公司采用的康铜传感器设计的DSC测量单元示意图。康铜是一种铜-镍合金(55%Cu-45%Ni)。康铜与铜、铁、镍/铬等组成热电偶时,灵敏度较高(μV/K较大)。与贵金属铂、金/金-钯等相比,康铜耐化学腐蚀性较差。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/be5eca73-9eb5-41bf-83a6-dd1c6a5325a1.jpg" title="康铜传感器热通量式DSC测试单元示意图.jpg" width="400" height="255" border="0" hspace="0" vspace="0" style="width: 400px height: 255px "//pp style="text-align: center "strong康铜传感器热通量式DSC测试单元示意图/strong/pp  传感器上凸的试样面和参比面分别放置试样坩埚和参比坩埚(一般为空坩埚)。两对热电偶分别测量试样温度和参比温度,测得温差。/pp  热通量式DSC的炉体一般都由纯银制造,加热体为电热板或电热丝。可选择不同的冷却方式(自然或空气、机械式或液氮冷却等)。/pp  热通量式DSC热流的测量/pp  以金/金-钯热电偶堆传感器设计的DSC为例,热流Φ以辐射状流过传感器的热阻 热阻以环状分布于两个坩埚位置下面。热阻间的温差由辐射状排列的热电偶测量。根据欧姆定律,可得到试样面的热流Φ1(由流到试样坩埚和试样的热流组成)为/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/13d50f86-2166-44cc-93f7-4a0dfc48a0e2.jpg" title="DSC-1.jpg"//pp式中,Tsubs/sub和Tsubc/sub分别为试样温度和炉体温度 Rsubth/sub为热阻。/pp  同样可得到参比面的热流Φr(流到参比空坩埚的热流)为/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/66a68742-b966-4f01-80ea-6940d21e12f9.jpg" title="DSC-2.jpg"//pp式中,Tsubr/sub为参比温度。/pp  DSC信号Φ即样品热流等于两个热流之差:/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/8b903427-9007-493f-8229-23065fe62ac7.jpg" title="DSC-3.jpg"//pp  由于温差由热电偶测量,因此仍需定义热电偶灵敏度的方程S=V/ΔT。式中,V为热电压。于是得到/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/54c0c2b1-c913-449b-84db-541255ac821e.jpg" title="DSC-4.jpg"//pp式中,热电压V为传感器信号 Rsubth/subS的乘积称为传感器的量热灵敏度 Rsubth/sub和S与温度有关 令Rsubth/subS为E,E与温度的关系可用数学模型描述。/pp  在DSC曲线上,热流的单位为瓦/克(W/g)=焦耳/(秒· 克)[J/(s· g)],以峰面积为例,热流对时间(s)的积分等于试样的焓变ΔH,单位为焦耳/克(J/g)。/pp  热通量式DSC试样温度的测量/pp  炉体温度Tsubc/sub用Pt100传感器测量。Pt100基本上是由铂金丝制作的电阻。/pp  DSC测试所选择的的升温速率基于参比温度而不是试样温度,因为试样可能发生升温速率无法控制的一级相变。/pp  与热阻有关的温差ΔT对于热流从炉体流到参比坩埚是必需的。该温差通常是通过升高与ΔT等值的炉体温度实现的。炉体温度Tsubc/sub与参比温度Tsubr/sub的时间差等于时间常数τsublag/sub,与升温速率无关。/pp  在动态程序段中,计算得到的温度升高ΔT加在炉体温度设定值上,因而参比温度完全遵循温度程序。/pp  严格来说,试样内的温度与测得的试样坩埚的温度存在微小差别。通过在软件中正确选择热电偶的灵敏度,可补偿该差别。/pp  采用康铜传感器设计的DSC仪器,试样坩埚温度由热电偶直接测量。也需要通过软件中正确选择热电偶的灵敏度,通过修正来获得试样内的温度。/ppspan style="color: rgb(255, 0, 0) "strong功率补偿式DSC/strong/span/pp  功率补偿式DSC是在程序控温和一定气氛下,保持试样与参比物的温差不变,测量输给试样和参比物的功率(热流)与温度或时间关系的一种技术。与热通量(热流)式DSC采用单独炉体不同,功率补偿式DSC以两个独立炉体分别对试样和参比物进行加热,并各有独立的传感装置。炉体材料一般为铂铱合金,温度传感器为铂热电偶。/pp  如下图所示为美国珀金埃尔默公司功率补偿式DSC测量单元的示意图。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/c459d34d-d427-453c-acdf-3a462e04e3e4.jpg" title="功率补偿式DSC测量单元示意图.jpg" width="400" height="263" border="0" hspace="0" vspace="0" style="width: 400px height: 263px "//pp style="text-align: center "strong功率补偿式DSC测量单元示意图/strong/pp  由于采用两个小炉体,与热通量式DSC相比,功率补偿式DSC可达到更高的升降温速率。/pp  功率补偿式DSC对两个炉体的对称性要求很高。在使用过程中,由于试样始终只放在试样炉中,两个炉体的内部环境会随时间而改变,因此容易发生DSC基线漂移。/pp  功率补偿式DSC热流的测量/pp  功率补偿式DSC仪器有两个控制电路,测量时,一个控制升降温,另一个用于补偿由于试样热效应引起的试样与参比物的温差变化。当试样发生放热或吸热效应时,电热丝将针对其中一个炉体施加功率以补偿试样中发生的能量变化,保持试样与参比物的温差不变。DSC直接测定补偿功率ΔW,即流入或流出试样的热流,无需通过热流方程式换算。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/4b2384fe-4770-4f1b-af33-e5d731956a4c.jpg" title="DSC-5.jpg"//pp式中,QsubS/sub为输给试样的热量 QsubR/sub为输给参比物的热量 dH/dt为单位时间的焓变,即热流,单位为J/s。/pp  由于试样加热器的电阻RS与参比物加热器的电阻RsubR/sub相等,即RsubS/sub=RsubR/sub,因此当试样不发生热效应时,/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/13c863c9-be1e-4808-942f-e0765844b444.jpg" title="DSC-6.jpg"//pp式中,IsubS/sub和IsubR/sub分别为试样加热器和参比加热器的电流。/pp  如果试样发生热效应,则输给试样的补偿功率为/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/1fa7ba2d-3a0b-4911-a86b-801d2336f395.jpg" title="DSC-7.jpg"//pp设RsubS/sub=RsubR/sub=R,得到/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/83f06029-71c9-4e13-bf3e-d2c6b64eed1a.jpg" title="DSC-8.jpg"//pp因总电流IsubT/sub=IsubS/sub+IsubR/sub,所以/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/35825b17-b30d-4aa7-9bc8-a8a1ae877397.jpg" title="DSC-9.jpg"//pp式中,ΔV为两个炉体加热器的电压差。/pp  如果总电流IsubT/sub不变,则补偿功率即热流ΔW与ΔV成正比。/ppbr//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(255, 0, 0) "strongDSC仪器性能评价的重要参数/strong/span/ppstrongDSC仪器的灵敏度和噪声/strong/pp  每个传感器都具有一定的灵敏度。灵敏度是指单位测量值的电信号大小,用每度热电压(V/K)表示。例如,室温时的铜-康铜热电偶的灵敏度约为42μV/K,金-金钯热电偶约为9μV/K,铂-铂铑(10%铑,S型)热电偶约为6.4μV/K。/pp  信号的噪声比灵敏度更加重要,因为现代电子装置能将极其微弱的信号放大,但同时也会将噪声放大。噪声主要有三个来源:量的实际随机波动(如温度的微小波动) 传感器产生的噪声(统计测量误差) 放大器和模-数转换器的噪声。/pp  噪声与叠加在信号上的不同频率的交流电压相一致。因此,对于交流电压,噪声可用均方根值(rms)或峰-峰值(pp)表示。rms值得计算式为/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/8355adf9-cd1e-46b0-9538-67ac7bd524e4.jpg" title="DSC-10.jpg"//pp式中,n为信号值个数 xsubi/sub为单个信号值 x为平均信号值。/pp  对于正弦振动,pp/rms比为2 (2.83左右) 对于随机噪声,比值为4~5。/pp  灵敏度与检测极限是不同的。检测极限(常误称为“灵敏度”)指可检出的测试信号的最小变化量。检测极限比背景噪声明显要大,如10倍与rms值(或pp值的2倍)。信号和噪声水平决定最终的检测极限。/pp  值得指出的是,通过数学光滑方法可容易地获得低噪声水平,但这样会同时“修剪”掉微弱却真实的试样效应,所以噪声水平低并不一定表示灵敏度高。/pp  TAWN灵敏度最初是由荷兰热分析学会提出的方法,用来比较不同的DSC仪器。TAWN灵敏度测试法测量一个已知弱效应的试样,用峰高除以峰至峰噪声得到的信/噪比来表征DSC仪器的灵敏度。峰高/噪声的比值越高,DSC仪器的灵敏度越好。/ppstrongDSC仪器的分辨率与时间常数/strong/pp  在很小温度区间内发生的物理转变的分辨率(分离能力)是DSC仪器的重要性能特征。分辨率好的仪器给出高而窄的熔融峰,换言之,峰宽应小而峰高应大。/pp  分辨率的表征方法有多种,常用的有铟熔融峰峰高与峰宽比、TAWN分辨率和信号时间常数等。/pp  由铟熔融峰测定的分辨率=峰高/半峰宽,数值越高表明分辨率越好。TAWN分辨率为基线至两峰之间DSC曲线的最短距离与小峰高度之比,数值越低表明分辨率越好。信号时间常数τ定义为从峰顶降到后基线的1/e,即降63.2%的时间间隔。信号时间常数τ是热阻Rsubth/sub与试样、坩埚和坩埚下传感器部分的热容之和(C)的乘积,τ=Rsubth/subC。显然,较轻的铝坩埚可得到较小的信号时间常数。信号时间常数越小,DSC分辨率越好。/p

功率补偿型差示扫描量热仪相关的方案

  • 差示扫描量热仪的实验过程
    差示扫描量热仪DSC是在程序控温下,测量物质和参比物之间的能量差随温度变化关系的一种技术。根据测量方法的不同,又分为功率补偿型DSC和热流型DSC两种类型。常用的功率补偿DSC是在程序控温下,使试样和参比物的温度相等,测量每单位时间输给两者的热能功率差与温度的关系的一种方法。DSC是在控制温度变化情况下,以温度(或时间)为横坐标,以样品与参比物间温差为零所需供给的热量为纵坐标所得的扫描曲线。当试样在加热过程中由于热效应与参比物之间出现温差ΔT时,通过差热放大电路和差动热量补偿放大器,使流入补偿电热丝的电流发生变化,当试样吸热时,补偿放大器使试样一边的电流立即增大;反之,当试样放热时则使参比物一边的电流增大,直到两边热量平衡,温差ΔT消失为止。换句话说,试样在热反应时发生的热量变化,由于及时输入电功率而得到补偿,所以实际记录的是试样和参比物下面两只电热补偿的热功率之差随时间t的变化的关系。
  • 使用功率补偿式 DSC对药物多晶型 进行高分辨表征
    PerkinElmer公司生产的功率补偿型DSC 8500既可以提供药物多晶型测试所需要的极高灵敏度,又可以提供非常卓越的分辨率。对于药物研发和生产行业来说,多晶型检测都是非常重要的,因为多晶型现象对于有效成分进入血液循环的速率有很大的影响,也会影响到药物的储存期。功率补偿式DSC的小炉体设计可以提供很快的响应时间,从而确保对热转变过程进行很好地检测和分辨。在本研究中,功率补偿型DSC可以揭示特定药物的多晶型性质,而高性能的热流型DSC仪器无法检测到该样品的多晶型现象(结晶过程)。
  • PerkinElmer:使用功率补偿式DSC对药物多晶型进行高分辨表征
    由于多晶型现象既对于有效成分进入血液循环的速率有很大的影响,又会影响到药物的储存期,因此多晶型检测是非常重要的。PerkinElmer公司生产的功率补偿型DSC 8500既可以提供药物多晶型测试所需要的极高灵敏度,又可以提供非常卓越的分辨率。其的小炉体设计可以提供很快的响应时间,从而确保对热转变过程进行很好地检测和分辨。在本研究中,功率补偿型DSC可以揭示特定药物的多晶型性质,而高性能的热流型DSC 仪器无法检测到。

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功率补偿型差示扫描量热仪相关的论坛

  • 【求助】功率补偿型、热流型DSC以及DTA

    请教各位大哥一个问题:我知道功率补偿型DSC是对样品盘或者参比盘进行功率补偿以维持两盘的温度一致,但是一直没想明白热流型的DSC是怎么使得两盘温度一致的?热流型DSC与DTA差别在哪?还是两个就是同一种仪器啊?(别用砖拍我。。)论坛搜索了一帖:http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20060726/494402/明白一点:Q10是热流型的DSC论坛上搜索了另外一帖:http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20071124/1070130/引用:“是功率补偿型吗? 如果是,请PE的人来搞吧 如果是热流型,用玻璃纤维刷刷掉即可”功率补偿型的不能刮我能理解,但是热流型的为什么就可以呢?多谢~

  • 下落法量热计和差示扫描量热仪在比热容测试中的比较

    下落法量热计和差示扫描量热仪在比热容测试中的比较

    摘要:本文分别描述了下落式和差示扫描量热计式比热容测试方法的测量原理,列出了这两种技术的国内外标准测试方法,并从多个方面对这两种测试方法进行了比较,其中下落法比热容测试样品量大、操作简便入门容易,测试温度可高达3000℃,而DSC法则测试参数多应用面广。两种方法各有特点和侧重,相互互补,需根据具体使用情况进行选择。[b][color=#ff0000]1. 测量原理[/color][/b][color=#ff0000]1.1. 下落法比热容测量原理[/color] 比热容的定义为单位质量样品的温度升高1K所吸收的热量。下落法比热容测量原理则完全按照比热容定义来进行实施,如图 1-1所示,即将已知质量的样品通过加热炉加热到测试温度TS,然后样品落入具有恒定温度TC的绝热量热计中,试样将热量传递给量热计,并使得量热计温度上升并最终达到平衡温度TH。通过测量绝热量热计落入试样后的温升TH-TC可以测得试样放出的热量,即试样受热所吸收的热量,由此可以得到TC和TS温度范围内平均比热容和平均焓值。通过多个温度点下的平均比热容测量及数据处理,还可以得到某一温度点下的比热容和焓值。[align=center][img=,400,492]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/05/201705231031_01_3384_3.png[/img][/align][align=center][b][color=#3333ff]图 1-1 下落法比热容测定仪结构示意图[/color][/b][/align] 下落法比热容测量的核心部件是量热计,量热计为绝热式量热计的一种铜卡计,即通过测量标定过的已知质量铜块的温升来得到铜块吸收的热量(试样放出的热量),因此下落法是一种典型的绝对测量方法,测量精度只受到加热量热计的电压和电流标定精度限制。[color=#ff0000]1.2. 差示扫描量热仪比热容测量原理[/color] 差示扫描量热法(DSC)热分析方法在程序控制温度下, 测量样品和参比物的温度差和温度关系,由此测定各种热力学参数(如热焓、熵和比热等)和动力学参数。如图 1-2所示,在此基础上又发展出功率补偿型DSC和热流型DSC。[align=center][img=,619,296]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/05/201705231031_02_3384_3.jpg[/img][/align][align=center][b]图 1-2 各种差示扫描量热仪测量原理图[/b][/align] 热流型差示扫描量热仪DSC 是使样品和参比物同时处于一定的温度程序(升/降/恒温)控制下,观察样品和参比物之间的热流差随温度或时间的变化过程。 功率补偿型DSC是给试样和参比物分别配备独立的加热器和传感器,整个仪器由两个控制系统进行监控,其中一个控制温度,使试样和参比物在预定的速率下升温或降温;另一个用于补偿试样和参比物之间所产生的温差,这个温差是由试样的放热或吸热效应产生。通过功率补偿使试样和参比物的温度保持相同,这样就可从补偿的功率直接求算热流率。 由此可见,差示扫描量热仪都需要参比物做为基准,因此这种测试方法是一种典型的相对法,在测量过程中,要精确了解参比物的用量和相关特性。[b][color=#ff0000]2. 标准测试方法[/color][/b][color=#ff0000]2.1. 下落法比热容标准测试方法[/color] (1)GJB 330A-2000 固体材料60-2773K比热容测试方法 (2)GBT 3140-2005 纤维增强塑料平均比热容试验方法 (3)ASTM D4611-16 岩石和土壤比热标准测试方法(ASTM D4611-16 Standard Test Method for Specific Heat of Rock and Soil)[color=#ff0000]2.2. DSC比热容标准测试方法[/color] (1)ASTM E1269-11 Standard Test Method for Determining Specific Heat Capacity by Differential Scanning Calorimetry (2)ISO 11357-4 Plastics: Differential Scanning Calorimetry (DSC)- Determination of Specific Heat Capacity (3)Japanese Industrial Standard K 7123 Testing Methods for Specific Heat Capacity of Plastics (4)ASTM E2716-09 (2014) Standard Test Method for Determining Specific Heat Capacity by Sinusoidal Modulated Temperature Differential Scanning Calorimetry[color=#ff0000][b]3. 两种测试方法比较[/b]3.1. 测量精度比较[/color] 下落式比热容测试方法是一种下落式量热计法,这是一种绝对测量方法。所谓绝对测量方法即材料性能的测量不依赖于任何其它物质的性质,所以目前国内外计量机构普遍采用下落式量热计或绝热量热计做为计量级别的测试方法。差示扫描量热测试方法则是一种典型的相对法,即材料性能的测量还要依赖其它物质的性质,测量过程中要始终与参考材料进行对比,测量精度受到参考材料性质和精度的限制。差示扫描量热仪中常用的参考材料蓝宝石和纯三氧化二铝粉末都是采用下落式量热计或绝热量热计进行校准后才能使用,从原理上讲,下落法就比差示扫描量热法测量精度要高。[color=#ff0000]3.2. 测试操作复杂度比较[/color] 在比热容测试操作复杂程度方面,下落式比热容测试方法与差示扫描量热仪相比具有巨大优势。做为一种绝对测试方法,下落法测试仪器的内部结构比较复杂,但整个操作过程非常简单以避免各种因素对测量精度的影响,测试操作中只需安装好被测试样,试样达到设定温度后进行自动落样,就可以对试样比热容进行全自动准确测量,无需进行其它各种试验参数的设定。而在使用差示扫描量热仪测量比热容过程中,要考虑到多种因素的影响,并对试验参数进行正确的设定,操作复杂程度要远大于下落法,对操作人员的技术要求很高,否则测量结果会出现较大偏差。 差示扫描量热仪比热容测试必须考虑的主要影响因素大致有下列几方面: (1)实验条件:程序升温速率和所通气体的性质。气体性质涉及气体的氧化还原性、惰性、热导性和气体处于静态还是动态。 (2)试样特性:试样用量、粒度、装填情况、试样的稀释和试样的热历史条件等。 (3)参比物特性:参比物用量、参比物的热历史条件。 从以下ISO和ASTM差示扫描量热仪比热容标准测试方法中的相关规定就可以看出DSC操作的复杂程度。以下同时列出采用DSC测量比热容时的操作注意事项。3.2.1. DSC蓝宝石法比热容测试ISO标准方法细节 (1)三次测试:空白测试、蓝宝石测试、样品测试。 (2)两个坩埚的质量差不要超过0.1mg,材料相同。如果仪器足够稳定,且坩埚质量差小于0.1mg,空白曲线和蓝宝石曲线可以使用多次。 (3)当需要在更宽的温度范围内获得更准确的结果时,温度范围可以被分为2个或多个的小段温度范围,每一段50到100K宽,第二段的开始温度应该比第一段的结束温度低30K。 (4)实验的开始温度要比数据获取点的温度低30K。 (5)两个等温段的时间一般为2到10min。3.2.2. DSC蓝宝石法测试ASTM标准方法细节 (1)与ISO和JIS标准测试方法相似。 (2)因为毫克级的样品,所以样品要均一并有代表性。 (3)化学反应和失重会导致测试无效,所以要仔细选择坩埚和温度范围。 (4)合成蓝宝石最好是片状,实验室间的偏差小,推荐合成的蓝宝石(α-氧化铝)标样为热流校准标样。 (5)必须要进行温度和热流校准。因为比热随温度的变化不大,所以温度不用经常校准,但热流校准则非常关键。 (6)样品的形态与标样最好一致(粉末——粉末)(片——片)。 (7)推荐至少每天做热流校准。 (8)蓝宝石测试和样品测试使用同一坩埚。如果使用不同重量的坩埚,要考虑坩埚重量差别。 (9)恒温段至少4min,加热速率不能超过20K/min。 (10)如果样品质量变化大于等于0.3%,则测试无效。3.2.3. DSC比热容测试注意事项 (1)炉体清洁 对炉体通氧气空烧,空烧后一定要将炉体及传感器上的灰尘及灰分吹走。如果使用自动进样器,则一定要保证放置坩埚的转盘上无灰尘。 (2)温度校准 因为比热是温度的函数,所以一定要对测试范围内的温度进行校准。加热速率包含在各种测试方法中,如果温度不准,升温速率也不准,这将影响比热测量精度。 (3)坩埚及类型 根据测试温度范围选择坩埚,并最好将样品压倒坩埚底部,坩埚底部要非常平整,提高热接触效果。坩埚最好有定位针,保证位置固定。每一个比热容测试使用质量相同的坩埚。 (4)气体 静态空气或50ml/min氮气。 (5)样品及制备 样品要与坩埚底部接触良好,可以用聚四氟乙烯棒将粉末样品压实。 特别细的粉末样品可能还有比较多的水分,要先进行除水处理。 样品最好是薄片状以减小接触热阻,粉末样品最好采用中等尺寸(约0.1mm)以下的粉末颗粒。 样品必须是热稳定的固体、纤维、粉体和液体。因为样品为毫克级,所以样品的不均匀性会导致严重误差。化学反应或质量损失可能使测试无效。 导热性较差的样品通常会比比热容真值低5%。 (6)样品量 测试信号与样品量成正比,这意味着样品量越大越好,DSC信号在5mW至10mW之间较好。但样品量大的同时会使得样品的导热性差,同时容易造成样品受热不均匀。 (7)称重精度 重量准确度对比热测定非常重要,最好用百万分之一的天平称重样品。ASTM标准要求至少是十万分之一的天平。 (8)空白曲线 准确的比热容测试一定要减空白曲线,最好测试前能多做几遍空白曲线,前两遍用于调节仪器,第三遍曲线用于计算。 (9)加热速率 经典的比热容测试的加热速率通常为10K/min,如果想节省时间,20K/min的加热速率也可以得到测试结果,但比热容测试的原则是加热速率越慢越好,以使得试样温度受热均匀。 (10)参考材料 实际操作中参考材料可以采用蓝宝石,形状为片状。理论上最好是参考材料的比热容与样品越接近越好。[color=#ff0000]3.3. 样品大小和材料代表性比较[/color] 按照比热容的定义可知,无论是下落法还是差示扫描量热计法,被测样品尺寸和质量越大,样品吸收或放出的热量就越多,也就越便于得到准确的测试信号。无论是那种测试方法,样品的大小主要取决于加热方式、温度和热流检测方式。 下落法比热容测试中,样品是整体加热方式以及大面积接触放热方式,所以被测样品可以在很大(是DSC样品的几十倍)的同时还能保证样品的温度均匀性和放热准确性。大样品恰恰是下落法比热容测试的重要特点,这非常有利于非均质材料的比热容测试,如各种内部多结构形式的复合材料和各种低密度的轻质材料等。而大试样同时也是下落法测量精度高的重要保证。 差示扫描量热仪比热容测试中,原则上样品也是越大越好。但由于受到仪器结构的限制,样品大多数是底部加热和测量形式。为保证样品具有良好的热接触性能、传热性能以及温度均匀性,要求样品和参考材料最好是片状,且还要是毫克量级的微量样品。这就使得差示扫描量热法测试中要在测量准确性和样品代表性之间进行妥协和权衡,样品量大代表性好但测量精度差,测量精度高则需要样品量小代表性差,因此差示扫描量热仪多用于均质材料的比热容测试。[color=#ff0000]3.4. 测试温度范围比较[/color] 下落式比热容测试方法由于采用了绝热式量热计技术,可以轻松的实现上千度以上的高温测试,这也是国内外高温比热容测试多采用下落法的原因。 由于受到温差和热流信号探测技术的限制,一般标准的差示扫描量热仪最高温度不超过800℃。也有特制的上千度以上的差示扫描量热仪,但由于技术复杂度明显提高,使得仪器价格远高于普通差示扫描量热仪。[color=#ff0000]3.5. 测试效率比较[/color] 下落式比热容测试方法是一种单点温度测试方法,即测试样品在某个温度下的焓值和平均比热容,然后通过多个温度点焓值和平均比热容测试得到样品比热容随温度变化曲线。下落法看似不像差示扫描量热仪那样在样品温度连续变化过程中进行测量,但可以在设定温度下快速进行多个样品的连续测量。具体测试中,当第一个样品温度达到稳定后开始下落到绝热量热计中,在量热计热平衡过程中,可以导入第二个样品进行加热。当第一个样品在量热计达到热平衡并得到测试结果后,取出第一个样品后就可以下落第二个样品。如此连续操作方式可以极大提高下落法的测试效率,得到一条比热容温度变化曲线的效率基本与差示扫描量热计相同。而如果是测量多个试样的比热容温度变化曲线,则可以在一个温度点下把所有被测样品测量一遍,然后在升温至下一个温度点进行另一轮的测量,这种多个试样的测试效率要远比差示扫描量热仪快很多。 差示扫描量热仪的测试过程则是一个典型的升降温过程,升降温必须按照设定的速率进行,而且为了保证测量精度,升降温速率还不能太快,因此差示扫描量热仪这种程序式的测试流程大大限制了测试效率。[b][color=#ff0000]4. 测试设备校准[/color][/b] 下落式比热容测试方法是一种绝对测量方法,除了相应的温度传感器进行定期校准外,不再需要其它方式的校准。为了评价测试设备的测量准确度,可以采用NIST标准参考材料SRM 720(蓝宝石)或高纯度蓝宝石做为被测样品进行考核或定期自检。 对于差示扫描量热计法测量比热容而言,则需要经常采用蓝宝石参考材料进行测量和校准,ASTM标准测试方法甚至要求在每次比热容测试前都要进行校准。 另一方面,从理论上讲,差示扫描量热计法测量比热容过程中,要求参考材料的热容与样品热容越接近越好,也就是说对于不同比热容样品测量最好采用已知的近似比热容参考材料才能最大限度的保证测量精度。在这方面,文献"Reference materials for calorimetry and differential thermal analysis." Thermochimica Acta 331 (1999): 93-204给出了详细的描述。[color=#ff0000][b]5. 下落式比热容测试仪器的应用情况[/b][/color] 下落式比热容测试技术由于测量精度高而普遍应用于国内外的各个计量机构,相关文献可以参考中国计量院的研究论文:温丽梅, et al. "下落法测量材料比热的装置研究." 计量学报 z1 (2007): 300-304。 采用下落法测试材料比热容的文献报道也非常多,可以参考上海依阳实业有限公司官网上的大量文献报道:http://www.eyoungindustry.com/2013/1024/47.html。 下落法比热容测试方法和差示扫描量热计测试方法在国内基本是同步发展,由于航天部门大量采用各种复合材料和高温材料,要求测量精度高和测试温度范围广。同时,由于材料研制和生产中的工艺和质量需求,往往要求大批量的对材料比热容进行测试。因此,综合考虑下落法和差示扫描量热计法这两种方法的特点,国内航天系统几乎都选择了下落法做为材料工艺中的指定测试方法,并编制了相应的国军标测试方法。[b][color=#ff0000]6. 总结[/color][/b] 综上所述,下落法和差示扫描量热计法比热容测试技术各有特点,下落法具有测量精度更高,测试样品大更具有代表性,操作上手容易,测试效率快,测试温度范围宽等特点。差示扫描量热计则具有微量样品和应用面更广的特点。两种方法各有千秋,相互互补,需根据具体使用情况进行选择。

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