热分析技术-TG-DSC-材料研究方法与实验课件

材料现代研究方法------热分析技术材料现代研究方法1大纲---热分析热分析简介差热分析(DTA)差示扫描量热法(DSC)热重分析与微分热重(TG,DTG)TG在材料科学中的应用热分析联用技术的发展与热分析仪器的改进大纲---热分析热分析简介2热分析简史1780年，英国的Higgins

使用天平研究石灰粘结剂和生石灰受热重量变化。1899年，英国的Roberts-Austen第一次使用了差示热电偶和参比物，大大提高了测定的灵敏度。正式发明了差热分析（DTA）技术。1903年，Tammann首次提出“热分析”术语。1915年，日本的本多光太郎，在分析天平的基础上研制了“热天平”即热重法（TG），后来法国人也研制了热天平技术。1945年，首批商品化热分析天平生产。1964年，美国的Watson和O’Neill在DTA技术的基础上发明了差示扫描量热法（DSC），美国P－E公司最先生产了差示扫描量热仪，为热分析热量的定量作出了贡献。热分析简史1780年，英国的Higgins使用天平研究石31.

热分析的定义与分类热分析定义目前得到普遍认可的热分析定义为：热分析是在规定的气氛中测量样品的性质随时间或温度的变化、并且样品的温度是程序控制的一类技术。程控温度：T=f（t），可是线性、对数或倒数程序P=f（t）=f（T或t）其中：P----物理性质，T----温度，t----时间1.热分析的定义与分类热分析定义41.

热分析的定义与分类主要热分析的分类定义中样品的“性质”包括质量变化、转变与相变、热焓与比热的变化、结晶、熔融、吸附尺寸改变、机械性质以及光、声、电、磁学性质等。1.热分析的定义与分类主要热分析的分类5o物理性质方法

名称定 义典型

曲线热重法Thermogravimetry（TG）在程控温度下，测量物质的质量与温度关系的技术。横轴为温度或时间，从左到右逐渐增加；纵轴为质量，自上向下逐渐减少质量微商热重法DerivativeThermogravimetry（DTG）将热重法得到的热重曲线对时间或温度一阶微商的方法横轴同上；纵轴为重量变化速率逸出气体检测EvolvedGas

Detection（EGD）在程控温度下，定性检测从物质中逸出挥发性产物与温度关系的技术（指明检测气体的方法）热分析方法的分类及其定义o在程控温度下，测量物质的质量与温度关系的技术。横轴为温6物理性质方

法名

称

定

义典

型曲

线质量逸出气体分析EvolvedGas

Analysis（EGA）在程控温度下，测量从物质中释放出的挥发性产物的性质和（或）数量与温度关系的技术（指分析方法）等压质量变化测定IsobaricMass

ChangeDetermination（IMCD）在程控温度下，使挥发性产物的分压恒定，测定物质的平衡重量与温度的关系，曲线为等压重量变化，坐标同上放射性热分析EmanationThermal

Analysis（ETA）在程控温度下，测量物质释放出放射性气体的性质和量与温度的关系热颗粒分析Thermoparticulate

Analysis（TPA）在程控温度下，测量物质释放出的粒子的量与温度的关系热分析方法的分类及其定义（续表）物理性质方法名称 定 义典型曲线质量逸出气体分析在程7物理性质方法

名称定 义典型

曲线焓（热量）差示扫描量热法Differential

ScanningCalorimetry（DSC）（1）Power-Compensation

DSC（2）Heat-Flux

DSC在程控温度下，测量输入到物质和参比物之间的功率差与温度关系的技术。横轴同上；纵轴为热流率，有两种：功率补偿DSC热流DSC热分析方法的分类及其定义（续表）物理性方法名称定 义典型曲线热分析方法的分类及其定义（续8物理性质方

法名

称定 义典

型

曲线加热曲线测定HeatingCurveDetermination测量物质的温度与程控温度之间的关系加热速率曲线HeatingRate

Curve加热曲线对时间的一次微商即dT/dt对时间作图所得的曲线温度加热速率倒数曲线InverseHeatingRate

Curve加热曲线对温度的一次微商，如dt/dT对时间或温度作图在程控温度下，测量物质和参比物之间的温度差与温度关系的技术。横轴为温度或时间，从左到右逐渐增加；纵轴为温度差，向上表示放热，向下表示吸热差热分析DifferentialThermal

Analysis（DTA）定量差热分析Quantitative

DTA能得到能量，和其他定量结果的DTA热分析方法的分类及其定义（续表）加热曲线测定测量物质的温度与程控温度之间加热速率曲线加热速率9物理性质方

法名

称定 义典

型

曲线尺寸热膨胀法Termodilatometry（linear；volume）（TD）在程控温度下，测量物质在可忽略负荷时的尺寸与温度关系的技术。其中有线热膨胀法和体膨胀法热机械分析Thermomechanical

Analysis（TMA）（lengthor

volume）在程控温度下，测量物质在非振动负荷下的形变与温度关系的技术。负荷方式有拉、压、弯、扭、针入等力学性质动态热机械法Dynamic

Thermomechanometry；DynamicMechanical

Analysis(DMA)TorsionalBraid

Analysis(TBA)在程控温度下，测量物质在振动负荷下的动态模量和（或）力学损耗与温度关系的技术。其方法有悬臂梁法、振簧法、扭摆法、扭辫法和粘弹谱法等热分析方法的分类及其定义（续表）物理性质方法名称定 义典型曲线热膨胀法在程控温度下，10物理性质方法

名称定 义典

型曲

线热电学法Thermoelectrometry在程控温度下，测量物质的电学特性与温度关系的技术。常用测量电阻、电导和电容电学性质热介电法ThermodielectricAnalysisDynamic

DielectricAnalysis（DDA）在程控温度下，测量物质在交变电场下的介电常数和（或）损耗与温度关系的技术热释电法Thermal

StimulaticCurrentAnalysis（TSCA）先将物质在高电压场中极化（高温下）再速冷冻结电荷。然后在程控温度下测量释放的电流与温度的关系热分析方法的分类及其定义（续表）物理性方法名称定 义典型曲线电学性质热介电法热释电法先11物理性质方法

名称定 义典型曲

线热光学法Thermophotometry在程控温度下，测量物质的光学特性与温度关系的技术光学性质热光谱法Thermospectrometry在程控温度下，测量物质在一定特征波长下透过率和吸光系数与温度关系的技术热折光法Thermorefractometry在程控温度下，测量物质折光指数与温度关系的技术热分析方法的分类及其定义（续表）物理性质方法名称定 义典型曲线在程控温度下，测量物质的12物理性质典

型曲线光学性质热释光法Thermoluminesence在程控温度下，测量物质发光强度与温度关系的技术热显微镜法Thermomicroscopy在程控温度下，用显微镜观察物质形态变化与温度关系的技术热分析方法的分类及其定义（续表）方法

名称 定 义物理性质典型曲线光学性质热释光法在程控温度下，测13物理性质方法

名称定 义典型曲

线声学性质热发声法Thermosonimetry在程控温度下，测量物质发出的声音与温度关系的技术热传声法Thermoacoustimetry在程控温度下，测量通过物质后的声波特性与温度关系的技术磁学性质热磁法Thermomagnetometry在程控温度下，测量物质的磁化率与温度关系的技术热分析方法的分类及其定义（续表）物理性质方法名称定 义典型曲线在程控温度下，测量物质发14物理性质方

法名

称定 义典

型曲

线同时联用技术SimultaneousTechniques在程控温度下，对一个试样同时采用两种或多种热分析技术。例如热重法和差热分析联用，即以TG-DTA表示联用技术MultipleTechniques耦合联用技术CoupledSimultaneousTechniques在程控温度下，对一个试样同时采用两种或多种分析技术，而所用的这两种仪器是通过一个接口（interface）相连接。例如差热分析或热重法与质谱联用，并按测量时间上的次序，标以DTA-MS或TG-MS(GC)间歇联用技术DiscontinuousSimultaneousTechniques对同一试样应用两种分析技术，而对第二分析技术的取样是不连续的。如差热分析和气相色谱的间歇联用热分析方法的分类及其定义（续表）物理性质方法名称定 义典型曲线间歇联用技术15热分析技术-TG-DSC-材料研究方法与实验课件16热分析常用术语热分析曲线（Curve）

在程控温度下，用热分析仪扫描出的物理量与温度或时间的关系曲线，指热分析仪器直接给出的原曲线。升温速率（dT/dt或β，Heating

rate） 程控温度对时间的变化率。其值可正、负或为零，且不一定是常数。单位为K/min或℃/min。在程控温度下，两相同物理量程控温度下，物理量对温度差或差示（Differential）之差。微商或导数（Derivative）或时间的变化率。热分析简称（Abbreviations） 由英语词头大写字母组成，参见热分析方法的分类及其定义表。热分析角注符号（Subscripts） 避免用多字母表示。热分析常用术语热分析曲线（Curve）在程控温度下，用热分172.

差热分析差热分析（DTA）发展简史 最古老的热分析技术是温度测量法，始于1821年热电效应的发现，1887年法国chatelier得到一系列粘土样品的热图谱。

1899年，英国Roberts-Austen发明了现代差热分析。1955年把热电偶由放在样品中改放在坩埚外壁下。2.差热分析差热分析（DTA）182.

差热分析DTA测试原理定义：DTA是在程控温度下，测量物质与参比之间的温差△T随温度T（或时间t）的变化关系的技术。所得曲线为差热曲线。△T=Ts-TR=f（T或t）组成：炉子，温度程序控制器，差热放大器，记录仪

。炉子中的核心部件为样品支持器，

由试样和参比物容器、热电偶与支架等组成。而比较先进的仪器，其控温、放大后的信号记录与数据处理均由计算机控制。2.差热分析DTA测试原理19DTA的基本原理图如图所示：DTA的基本原理图如图所示：202.

差热分析（3）原理：试样（s）和参比物（r）分别放在加热炉内相应的杯中（常用铝坩埚、高温时用白金、陶瓷坩埚），当炉子按某一程序升、降温时，测温热电偶测得参比物的温度Tr

并输入计算机内，由计算机控制升温。差值热电偶测得试样温度（Ts

）与参比物的温差T（＝Ts－Tr），经放大后输入计算机，由计算机记录所有数据，并可对数据进行必要的处理，标出各种特征值，将数据存储并最后由绘图仪绘出DTA曲线。2.差热分析（3）原理：212.

差热分析（4）瞬间热行为方程—Gray方程，K—热传导系数；—曲线的导数。dtdTSdTRS R SR）dtd（TS

TR）

RCR

dH

（T

T

）

R（C

Cdtd（T）

T

CP

K

RCS其中：R

1

K

dtdTR升稳速率；RC

S —系统的时间常数；dtd

(T

)

-

T2.差热分析（4）瞬间热行为方程—Gray方程，K—热传导222.

差热分析dT从以上方程可以看到，在任一时刻，R

dH可看作下述三项之和：第1项：Ts T

r 为记录曲线的温差；)dtdT第2项：R(Crrs

C

)(为基线的零水平偏移；dtsd

(Ts第3项：RCTr

) 为曲线在任一点上的斜率乘以系统的时间常数

RCs。因此，知道

RCs就可绘制出曲线，直接反映样品的瞬间热行为。2.差热分析dT从以上方程可以看到，在任一时刻，RdH可232.

差热分析（5）热效应方程——Speil方程DTA峰对应的热量式中,

A--峰面积，K—仪器常数。对DTA，K随T

而变化。HAH

C

T）

T

（

dt

KA2.差热分析DTA峰对应的热量式中,A--峰面积，K—仪242.

差热分析（6）反应终点此时即作dH dt

0

的点为反应终点CCSaC

T

）

K tln（TCSC aT

T

exp（

K

t）lg（TC

Ta）~

T（或t）图，偏离直线的点为终点，纯金属的终点在峰顶；PE熔融及结晶草酸钙脱水在从顶点回基线约

1

3处。2.差热分析（6）反应终点此时即作dH dt0的25差热曲线当样品不出现热效应时，试样和参考物温度相同，△T=0。当试样出现热效应时，试样和参考物温度不同，，这样在差示热电偶输出端输出△T的差热电势，将此差热电势经放大后记录下来，就得到一条反映试样与参考物之间温度差随温度（或时间）变化的曲线，即差热曲线。图中基线相当于T=0，样品无热效应发生，向上和向下的峰反映了样品的放热、吸热过程。差热曲线当样品不出现热效应时，试样和参考物温度相同，图中基线26差热曲线基线(Baseline)，AB和DE段；峰(Peak)，BCD段；吸热峰(Endotherm)，T<0放热峰(Exotherm)，

T>0峰宽(Peak

Width)，BD或B’D’峰高(Peak

height)，CF段峰面积(Peak

area)，BCDFB起始转变温度(Initial

Ttrans)，TB外推起点(Extrapolated

onset)，G峰的位置和形状BC峰的前沿，CD峰的后沿差热曲线基线(Baseline)，AB和DE段；27转变温度的确定差热曲线上开始偏离基线的温度称起始转变温度，但经不同国家不同工作者用不同仪器实验的结果，认为用外推法求起始转变温度更接近热力学平衡温度，约有1-3度之差，我们称它为外推起始温度或转变平衡温度。外推起始温度是峰的前沿最大斜率点的切线（BC）与外推基线（AB）的交点G,如图所示。转变温度的确定差热曲线上开始偏离基线的温度称起始转变温度，28DTA曲线的影响因素1.

加热速率的影响随着升温速率加快,

温度滞后现象严重，因而热分析曲线的峰温向高温方向移动。如右图示例29升温速率对高岭土DTA曲线的影响DTA曲线的影响因素1.加热速率的影响29升温速率对高岭土29DTA曲线的影响因素，2.气氛的影响1）可以被氧化的试样在含氧气的气氛中出现氧化放热峰，在氮气或其它惰性气氛中就没有了氧化放热峰。2）当试样有气体产物时要考虑到环境气氛对试样反应的影响，如右图示例：3

2气氛对白云石[CaMg(CO

)

]DTA曲线的影响白云石在CO2气氛中的DTA曲线1、CO2分压为88KPa；2、CO2分压为13.3KPa；3、CO2分压为6.7KPa。30DTA曲线的影响因素，2.气氛的影响32气氛对白云石[Ca30DTA曲线的影响因素3）压力的影响在进行气氛差热分析时，对于放出气体或消耗气体的化学反应或物理变化，气氛压力对平衡温度有明显的影响，对DTA的峰温有较大变化，如热分解、升华、汽化、氧化、还原等。另外，峰温移动程度还与过程的热效应大小成正比。实验证明，气氛压力提高，起始温度、峰顶温度、终止温度都向高温移动；反之，气氛压力越低分解出来的产物越容易离开样品表面，促使分解温度越来越低，同时DTA曲线的分辨率越低。4）流动气氛的影响一般在流动态气氛中峰温向低温移动。31DTA曲线的影响因素3）压力的影响3131DTA曲线的影响因素3.

试样量的影响常量型差热分析仪，试样量一般在200mg以上。微型热分析仪一般在5~20mg左右，最新仪器有用1~6mg的。试样用量越多，内部传热时间越长，形成的温度梯度越大，DTA峰形成扩张，分辨率下降，温度滞后严重。32DTA曲线的影响因素3.试样量的影响3232DTA曲线的影响因素4.

样品粒度的影响一般认为随颗粒度减少，峰温降低，峰面积减小。因为样品粉碎到一定粒度，结晶度发生变化，试样内能增加，使DTA热效应变小

，峰温降低。5.

试样装填的影响试样的堆积程度对热传导和气氛扩散有明显影响，密堆积利于热传导而防碍气体扩散。在进行一系列的实验时要保证实验条件尽量相同。33DTA曲线的影响因素4.样品粒度的影响3333DTA曲线的影响因素6.

参考物的选取及其影响参考物必须具备两个条件：第一，在测量温度范围内无物理化学变化，否则它会以相反的信号在记录仪上出现，如参考物吸热则DTA曲线上出现放热峰。第二，与被测试样的热性质（比热、热传导率）要尽可能相同或接近，这样DTA曲线的基线平稳，漂移小。34DTA曲线的影响因素6.参考物的选取及其影响3434DTA曲线的影响因素7.

热惰性稀释剂的影响采用热惰性物质稀释样品有以下用途：在定量分析中制备不同浓度的反应物试样；防止试样烧结；降低记录的热效应；改变试样与环境气氛之间的接触状态；较小基线漂移；调整试样的热传导率；进行特殊的微量分析。35DTA曲线的影响因素7.热惰性稀释剂的影响3535DTA曲线的影响因素8.

仪器方面的影响因素热分析仪的设计和制造要求样品容器对称性好、热容量小，对差示热电偶检测器要求对称性好、热电势大、热容量小、灵敏度高。炉子的恒温区要大，温度梯度要小。样品架在炉中的位置要使试样与参考物处于完全相同的条件。近代微量热分析仪在设计和制造上都尽量满足了这些要求。36DTA曲线的影响因素8.仪器方面的影响因素3636DTA曲线的影响因素总之，影响DTA曲线的因素包括三个方面：操作方面的因素，样品方面的因素，仪器方面的因素。理解和掌握这三方面的影响因素对选择合适的实验条件和分析实验结果是很有帮助的。37DTA曲线的影响因素总之，影响DTA曲线的因素包括三个方面：37差热曲线分析与应用现象吸热放热现象吸热放热物理原因结构转变化学原因化学脱附熔化析出汽化脱水升华分解吸附氧化度降低脱附氧化还原吸收氧化还原反应

38依据差热分析曲线特征，如各种吸热与放热峰的个数、形状及相应的温度等，可定性分析物质的物理或化学变化过程，还可依据峰面积半定量地测定反应热。差热分析中产生放热峰和吸热峰的大致原因差热曲线分析与应用现象吸热放热现象吸热放热结构转变化学脱38差热分析的应用（1）定性分析：定性表征和鉴别物质，依据：峰温、形状和峰数目方法：将实测样品DTA曲线与各种化合物的标准（参考）DTA曲线对照。标准卡片有：萨特勒(Sadtler)研究室出版的卡片约2000张和麦肯齐(Mackenzie)制作的卡片1662张(分为矿物、无机物与有机物三部分)。（2）定量分析依据：峰面积。因为峰面积反映了物质的热效应（热焓），可用来定量计算参与反应的物质的量或测定热化学参数。（3）借助标准物质，可以说明曲线的面积与化学反应、转变、聚合、熔化等热效应的关系。39差热分析的应用（1）定性分析：定性表征和鉴别物质，聚合、熔化39差热分析的应用一凡是在加热过程中，因物理－化学变化而产生的热效应的物质均可以利用差热分析法加以研究。（一）合金相图的测定差热分析的应用一凡是在加热过程中，因物理－化学变化而产生的40差热分析的应用二（二）玻璃及陶瓷相态结构的变化玻璃转变－结晶－熔化差热分析的应用二（二）玻璃及陶瓷相态结构的变化41应用实例Fig.2.DTAtracesofthemixtureofAl2O3andBaCO3milled

for:(a)0h,(b)5hand(c)30

h.应用实例Fig.2.DTAtracesofthe423.

差示扫描量热法1．发展简史 1963年美国E.S.Watson和E.J.O’neill在DTA技术基础上，提出了差示扫描量热仪的设计原理，即动态零位平衡原理。初期最高温度为500℃，升温速率也较低，现在温度为-175~725℃，β为360℃/min。还发展出高压、高温（1200~1600℃）DSC，自动化程度也大为提高。3.差示扫描量热法1．发展简史 1963年美国E.S.Wa433.

差示扫描量热法2．原理（1）定义：DSC是在程控温度下，测量输给物质和参比物之间的功率差与温度关系的技术。dH dt

f（T或t）普通DTA仅能测量温差，其大小虽与吸放热焓的大小有关，但由于DTA与试样内的热阻有关，不能定量测量焓变，而DSC可完成这一任务。常用的DSC有热流式与功率补偿式两种。3.差示扫描量热法2．原理44热流式DSC热流式DSC热流式DSC热流式DSC45a、功率补偿DSC方框图b、功率补偿型DSC的原理图1－电炉；2,5－容器；3－参比物（R）；4－支持器；

6－试样（S）；7,8－加热器；9－测温热电偶；10－温差热电偶图4.3 功率补偿式DSC的方框与原理图功率补偿式DSCa、功率补偿DSC方框图b、功率补偿型DSC的原理图功率补偿463.

差示扫描量热法功率补偿方式：①R侧以定速升温，改变S侧的加热量达到补偿，最合理；②同时变化R、S两侧电流达到

T

0

，需计算机控温；③S放热，只对

R

侧通电；S

吸热，只对

S

侧通电，使

T

0

，对程序控温影响最大。DSC加热方式①外加热：用一个炉子加热，为热流式DSC（定量DTA）②内加热:不用加热炉,靠支持器中的炉丝加热,在交流电的一个半周,用作程序升温热源,另半周做功率补偿,两半周分别用两个线路控制.3.差示扫描量热法功率补偿方式：473.差示扫描量热法位差。=－式中，R—热阻

RCS—热时间常数由于不受导热系数K的影响，定量性好。dt

dt

dH

IVdQR(5)DSC曲线纵坐标

W

dQSdt式中，W—差示功率，dH dt

热功率，

I——电流，V

—电即:

W

∝

V ，可用电位差计记录V

代表W(6)功率补偿式DSC曲线方程——Gray方程）dt

2d

2

QdtdTdt dtdH dQSbRSRC（

（C

C

））d

2

Qdt dt

2dQ

CP

RC（S3.差示扫描量热法位差。=－式中，R—热阻RCS—热时间常483.

差示扫描量热法３．DSC的组成

：

与DTA相似，热流型DSC就是定量DTA功率补偿型：温度程序控制器，炉子，差热放大器，功率补偿放大器，记录仪。4．DSC的温度与能量校正温度（横坐标）校正：利用一系列标准物质作校正曲线能量（纵坐标）校正：△H=KA——Speil方程式中，△H—热焓（mJ/mg），A—曲线与基线包围面积（mm2），

K—仪器常数（J/gmm2）则式中，W—样品质量（mg），S—走纸速度（mm/min），R—量程（J/S）用已知△H的标准物质(如In)求得A后即可求K,DSC-2C使K=1,则△H=A。或用蓝宝石的热容标定。ARK

HWSWSH

KAR3.差示扫描量热法３．DSC的组成：与DTA相似，热流49DSC与DTA比较，在差热分析中试样发生热效应时，试样的实际温度已不是程序升温所控制的温度（如在升温时试样由于吸热而一度停止升温），试样本身在发生热效应时的升温速度是非线性的。而且在发生热效应时，试样与参比物及试样周围的环境有了较大的温差，它们之间会进行热传递，降低了热效应测量的灵敏度和精确度。差示扫描量热法DSC与DTA比较，在差热分析中试样发生热效应时，试样的实50差示扫描量热分析克服了差热分析的这个缺点，试样的吸、放热量能及时得到应有的补偿，同时试样与参比物之间的温度始终保持相同，无温差、无热传递，使热损失少，检测信号大。故而差示扫描量热分析在检测灵敏度和检测精确度上都要优于差热分析。DSC的另一个突出的特点是DSC曲线离开基线的位移代表试样吸热或放热的速度，是以mJ/s为单位来记录的，DSC曲线所包围的面积是H的直接度量。差示扫描量热法差示扫描量热分析克服了差热分析的这个缺点，试样的吸、放热51DSC曲线是在差示扫描量热测量中记录的以热流率dH/dt为纵坐标，以温度或时间为横坐标的关系曲线。与差热分析一样，它也是基于物质在加热过程中物理、化学变化的同时伴随有吸热、放热现象出现。因此DSC曲线的外貌与DTA曲线完全一样。差示扫描量热法DSC曲线是在差示扫描量热测量中记录的以热流率dH/dt为52thermal

analysis差示量热计代替加热炉样品和参比物各自独立加热分析曲线与DTA相同，但更准确产生温差用继电器启动功率补偿，保持同温应用：测反应焓、比热应用：观察熔点降低，测高纯有机物中杂质差示扫描量热法thermalanalysis差示量热计代替加热炉样品和参53差示扫描量热DSCDifferentialscanning

calorimetrythermalanalysisDSCDTA差示扫描量热DSCDifferentialscanning54典型的DSC曲线典型的差示扫描量热（DSC）曲线以热流率（dH/dt）为纵坐标、以时间（t）或温度（T）为横坐标，即dH/dt-t（或T）曲线。曲线离开基线的位移即代表样品吸热或放热的速率（mJ·s

-1），而曲线中峰或谷包围的面积即代表热量的变化。典型的DSC曲线差示扫描量热法可以直接测量样品在发生物理或化学变化时的热效应。典型的DSC曲线典型的差示扫描量热典型的DSC曲线差示扫描量554. DSC的应用一般应用现代热分析（TA）技术已应用于广泛的科学领域，主要有：物质的鉴定

由等可鉴定物质，有的可起指纹图作用。热力学研究：相图，热力学函数，如潜热、比热、反应热等。结构与性能关系的研究：热分析本身不能直接反映结构，是测其“热”性能，与结构测定法对比可研究两者关系。反应动力学研究：反应速率、活化能、级数等o4. DSC的应用一般应用564. DSC的应用需外推到β→0℃/min，实际多—样品与蓝宝石的比热容做

Tm1．Tm

测定：一般用

Teo（外推起始温度）做

Tm

，用TPm用

T

代表Tm m co

平衡熔点T

KT

，外推到

T

0PTc

TmmY

'2．比热容CP

的测定：常用间接法，与蓝宝石对比。'm'Y

'c

c其中：Y

,Y

'

—样品与蓝宝石的纵坐标偏移m,

m

'

—样品与蓝宝石的质量c,

c

'4. DSC的应用需外推到β→0℃/min，实际多—样品与蓝574. DSC的应用3．Tg的测定：基于Tg时Cp变化，发生基线漂移gT ～关系：W↑，

Tg↓gT

与共聚物组分的关系：—M—M

wCTg

Tg

g

2g g1T TTg与增塑剂量关系：TW2

1

W1i式中，W ~

组分％

1

W WTg1

2

Tg1 Tg

2式中，Wi

~

组分％，Tgi

~

均聚物Tg。Tg应外推到β→0℃/min时的数值。4. DSC的应用3．Tg的测定：基于Tg时Cp变化，发生基584. DSC的应用4．纯度测定：由VantHoff公式，根据熔点降低求纯度。式中，T0—纯物质熔点，Tm—杂物质熔点，R—气

体常数，X2—杂质摩尔数。定义熔化分数：常用来测定小分子纯度。熔HRT2

X0 2

T0

TmTm

Ai

AiT0

Ts A总 ATf

T0fsT

TT0

Tm04. DSC的应用4．纯度测定：由VantHoff公式，根据59差示扫描量热DSCDifferentialscanning

calorimetrythermal

analysis应用有机物含量测定醋氨酚(杂质为4－氨基酚)的DSC曲线熔化的峰温、峰高均随杂质增多而降低据此可进行纯度测定差示扫描量热DSCthermalanalysis应用有机物604. DSC的应用6．结晶热与分子量的关系：（PTFE）7．结晶动力学 Avrami方程～等温结晶作图，斜率为n，截距为Z。非等温结晶动力学是对Avrami方程作一定修正。fH0

100%5．结晶度的测定：WC

H

f105.16cM

2.110

H—1

exp(

Zt

n)t00(dH/

dt)dt

(dH/dt)dt

/lg[

ln(1)]

~

lg

t4. DSC的应用6．结晶热与分子量的关系：（PTFE）7．614. DSC的应用8．固化度α测定：100%H

0

H0

HR式中，ΔH0—完全未固化样品完全固化热，ΔHR—固化后剩余反应热。另一方程为：

Ht

/

H

0

100%上式可用于计算固化反应动力学。常用方程有多种。9．测定物质组成：利用峰面积测定共混物的相对含量oW%

F F0

100%i i iΔFi—i物质熔融热，ΔFi

—纯i物质熔融热04. DSC的应用8．固化度α测定：100%H0624. DSC的应用10．工艺温度的预测（1）固化工艺温度p如固化温度，可用外推到β→0℃/min时的Ti0，T

0，Tf0分别为近似凝胶温度Tgl，固化温度Teure和后处理温度Ttreat。（2）热塑性材料的注射成型温度Tp非晶态

： Tg

＜Tp＜Td，Tp=1/2(Tg+Td)晶态

： Tp=1/2(Tm+Td)考虑到其他加工因素，还要作一定修订。4. DSC的应用10．工艺温度的预测p如固化温度，可用外推634. DSC的应用11测定高聚物的热导率采用DSC温度校正测试方法可测定高聚物的热导率。用下式计算被检试样的热导率：物的热扩散系数α，P QhA

r(1

1

)

Cp式中，C

p

为热容；

为密度。式中，

为试样的热导率；h为试样的厚度；A是试样与导热盘接触的面积；P和Q分别是有和无试样时标样的DSC谱图的斜率；γ为升温速率。测得某高聚物的热导率后，可由下式计算该高聚4. DSC的应用11测定高聚物的热导率物的热扩散系数α，64应用举例图8所示为双酚A型聚砜-聚氧化丙烯多嵌段共聚物的差示扫描量热曲线。由图可知，各样品软段相转变温度均高于软段预聚的转变温度（206℃）。BPS-1系列样品的DSC曲线应用举例图8所示为双酚A型聚砜-聚氧化丙烯多嵌段共聚物的655.

热重分析与微分热重热重法是在程序温度下测量试样与温度或时间关系的一种热分析技术，简称热重法（TG）

。这里的程序温度包括升温、降温或某一温度下的恒温。W=f(T或t)。所得的曲线叫热重（TG）曲线，纵坐标为重量（mg）或重率，横坐标为T或t。其一级微分曲线叫DTG曲线，纵坐标为质量变化率dm/dt或dm/dT。横坐标为T或t。5.热重分析与微分热重热重法是在程序温度下测量试样与温度665.

热重分析与微分热重微分热重法

是将热重法得到的热重曲线对时间或温度的一级微分的方法，英文简称DTG。TG曲线的纵坐标为余重（mg）或以余重百分数（%）表示，向下表示重量减少，反之为重量增加；横坐标为温度（K）或时间（S或min）；DTG的横坐标与TG相同，纵坐标为质量变化速率dm/dT或dm/dt，单位为mg/min（mg/℃）或

%/min（%/℃），如下图所示。5.热重分析与微分热重微分热重法是将热重法得到的热重曲线675.

热重分析与微分热重仪器组成：炉子，程序控温装置，称量天平，记录仪。核心是热天平。热天平的分类：按作用原理分：刀口横梁式，弹簧式，悬臂式，扭力式；按天平、炉子、热电偶和试样的相对位置分：上皿式，下皿式，水平式；按天平称量时的状态分：偏斜式，零位式o5.热重分析与微分热重仪器组成：炉子，程序控温装置，称量天68耐驰上皿式（STA

449C_DSCTG）样品皿梅特勒水平式结构图耐驰上皿式（STA449C_DSCTG）样品皿梅特勒水平式69影响热重曲线的因素一.仪器因素及解决方法

：1.

浮力与样品基线浮力的产生是因为试样周围的气体随温度不断升高而发生膨胀，从而使密度减小，造成表观增重，引起TG基线上漂。据计算，300℃时的浮力约为室温的一半，而900℃只有1／4。三种热天平都会有浮力效应，解决的方法是在相同条件下（包含待做样品的温度范围）预先做一条基线，目的是消除浮力效应造成的TG曲线的漂移。虽然水平式天平的浮力最小，但对要求严格的测试，也应预先做基线。影响热重曲线的因素一.仪器因素及解决方法：705.

热重分析与微分热重2.

挥发物的再凝聚在TG试验过程中，由试样受热分解或升华而逸出的挥发物，有可能在热天平的低温区再冷凝。这不仅会污染仪器，也会使测得的样品重量偏低，待温度进一步上升后，这些冷凝物会再次挥发从而还可能产生假失重，使TG曲线出现混乱，造成结果不准确。尽量减小试样用量并选择合适的吹扫气体流量以及使用较浅的试样皿都是减少再凝聚的方法。5.热重分析与微分热重2.挥发物的再凝聚71影响热重曲线的因素二.

操作条件的影响

升温率β：是最大的影响因素。β↑，热滞后↓，Ti和Tf↑。β≤10℃/min是影响较小。有些在快速升温时拐点不明显。慢速升温有别于重叠反应的分辨、中间产物的分离、鉴定。走纸速率γ1：影响曲线的清晰度与形状，无本质影响，应与β和失重速率γ2、TG灵敏度等相配合。经验公式为：R-分辨率系数。

1R

tg

2影响热重曲线的因素二.操作条件的影响R-分辨率系数。172影响热重曲线的因素一般α为45℃为宜，γ1=15~30/h，β=0.5~6℃/min。3．气氛：静态气氛对可逆分解反应，特别是气氛与分解产物相同时影

响较大；动态气氛的流速、性质（氧化性、还原性、惰性）、反应类型（可逆与不可逆）等对TG曲线影响较大。一般利用动态气氛。⒋

灵敏度：是影响TG曲线的关键因素，其影响相应于纵坐标刻度的改

变，应与纸速、β、试样量、反应性质等相配合。影响热重曲线的因素一般α为45℃为宜，γ1=15~30/h，73影响热重曲线的因素三

样品的影响样品用量：影响热传导和挥发性产物的扩散，从而影响TG曲线的形状。在仪器灵敏度允许的范围内，

用量尽可能小。为提高灵敏度，可增大用量。样品粒度、形状与装填：粒度↑，Ti↑，dm/dT↓装填越紧，热滞后越小。试样性质：试样的比热、导热性和反应热对TG曲线有影响。影响热重曲线的因素三样品的影响74热重分析法的应用在有机化学中的应用在高分子科学中的应用在无机化学中的应用在矿物科学中的应用在其他领域中的应用热重分析法的应用在有机化学中的应用75在有机化学中的应用有机化合物分解过程十分复杂很多分解过程都常出现多个阶段重叠，各种反应在一个狭窄的温区内同时进行，而且在整个热处理过程中，样品的物理状态也在改变，这给认识和推断造成极大困难．在研究有机化合物热分解过程时，要注意实验气氛的影响最初的分解产物在空气中往往发生二次氧化分解，而且一旦分解过程发生燃烧，这种燃烧就会持续进行下去，致使分解过程更加复杂化在有机化学中的应用76在药物分析中的应用类型熔融蒸馏升华脱附去溶剂及结晶水吸附化学吸附溶剂化分解配位实例药品物质的熔点；纯度测试液体或半固体赋形剂的蒸发在冻干时去掉水份潮湿颗粒样品的干燥结晶水合物中化学计量水的去除药物对气态溶剂的吸附赋形剂吸附水蒸气药物的热分解药品和环式糊精合成的复合体在药物分析中的应用类型熔融蒸馏升华脱附实例77热重法可以对药物的主要成分作出定性和定量的检测药物中主要成分的含量基本可以从TG曲线估算出，而DTG曲线可把主要成分和其他成分的热分解过程区分开。通过TG曲线可确定出脱水、脱羧、中间体的形成和主要成分的挥发或升华此外，TGA还可用于药物中赋形剂、起泡剂、糖衣和水分(结合水和结晶水)的测定。热分析的优点是不必把药物的主要成分从片剂、胶囊和丸剂中分离出来而直接进行分析如果药物中只含有一种主要成分，则很容易分析。因为在这些药物中只要主要成分含量超过40%，它们大多数具有显著的热分解曲线。在药物分析中的应用热重法可以对药物的主要成分作出定性和定量的检测在药物分析中的78热重法对成药的定量检测成药的热分解过程：脱水。脱水过程大约在60~300℃，在TG曲线上有明显的平台。在这个温度范围内可涉及吸附水、结晶水和组分水的脱除。脱羧。加热有机物的钙盐一般先生成碳酸钙．然后碳酸钙在600~800℃分解出CO2，而碳酸氢钠的分解则在60~200℃范围内进行。

发泡剂(包括KHCO3、NaHCO3、柠檬酸或酒石酸)。它们的分解产物主要是CO2和水。根据TG曲线的拐点可推断中间产物的形成。如果已知分解反应，则容易确定所生成的产物。否则，要与已知药物的标准TG曲线进行对比才能作出准确的判断。在这种情况下DTG曲线更为有用。由主要成分的挥发、升华或分解所产生的失重确定药物的主要组成。热重法对成药的定量检测成药的热分解过程：79热分析技术-TG-DSC-材料研究方法与实验课件80TG法测量药物中的水分很多药物都含有水分（自由水、结晶水、羟基水）水分的存在对于药品的保质期和药品的性能有很大的影响TGA

可以检测和控制药品中的水分

(也包括其它的挥发份)结晶水的分解TG法测量药物中的水分很多药物都含有水分（自由水、结晶水、羟81吸附水的气化吸附水的气化82在炸药和固体火箭推进剂分析的应用炸药亦被称为含能材料，即指能释放出巨大能量的物质。按其用途可分为起爆药和猛炸药。起爆药用于引发主体炸药爆炸，而猛炸药则是产生强大破坏力的主体炸药。现代所用的炸药主要是以硝基、硝酸脂基与硝氨基等酸性物质为主轴的有机化合物，可长时期安全稳定并存而不产生急速氧化作用的各式炸药，其中的单质炸药以

TNT（Trinitrotoluene，三硝基甲苯，C7H5N2O6）

、HMX（Octogen，环四甲基四硝酸，C4H8N8O8）、

PETN（Penthrite，C5H3N4O12）、

RDX（Hexogen，黑索今，C6H6N6O6）

等四种基本单质炸药，其中除了TNT可直接装药外，其它皆以混合炸药的模式或经钝感处理后装填使用。在炸药和固体火箭推进剂分析的应用炸药亦被称为含能材料，即指能83

军用或商用炸药及固态火箭推进剂的重要特性是实用和安全．可用各种常规的性能来描述这两个特性，例如热稳定性、对震动的敏感性、对摩擦的敏感性、爆炸力、燃烧速率或爆破速率等等．热分析是提供炸药和推进剂各种常规性能数据的最好方法．一般可用TG和DTA测定等温或绝热等体积分解．正确分析由这些方法所得的数据十分重要．可根据这些分析结果来决定材料的用途．热分析方法已成为研究准稳定材料及控制其质量的基本方法之一． 军用或商用炸药及固态火箭推进剂的重要特性是实用和安全．可用84在高分子科学中的应用评价材料热稳定性研究高分子材料的热特性研究添加剂的作用研究高分子材料的组成研究高分子材料的共混和共聚研究高分子材料的固化研究高分子材料的氧化诱导期研究高分子材料的化学反应动力学研究高分子材料的老化在高分子科学中的应用85评价材料热稳定性热重法是评价高分子材料热稳定性的一种重要的方法当高分子材料受热分解时，主要发生三种情况：一步分解破坏为单体先从侧链脱掉低分子，然后主链破坏、炭化分解破坏为分子碎片，分解破坏方式不同，TG曲线不同可根据热重测定的结果对高分子材料进行分类．评价材料热稳定性热重法是评价高分子材料热稳定性的一种重要的方86热稳定性评价方法热重曲线直接比较法定温失重量法定失重量温度法（1，5，10，50%）始点温度法终止温度法拐点温度法或最大失重速率法外推始点温度法余重法半分解温度法求材料在真空中加热质量损失50%时的温度，也称求材料的半寿命高分子材料的半分解温度与化学键键能有一定的关系．积分程序分解温度法划线法热稳定性评价方法热重曲线直接比较法87高聚物热稳定性的评价热重法评价高聚物的热稳定性1.聚苯酰胺；2.

聚碳酸酯；3.聚苯醚；4.聚酰亚胺薄膜；5.

聚苯并咪唑；6.聚砜高聚物热稳定性的评价热重法评价高聚物的热稳定性88评价聚烯烃类材料的热稳定性碳原度的热稳而含聚烯烃类的热稳定性随着主链子上的氢原子被碳原子取代程增加而下降，即直链聚烯烃的定性最好，支链聚烯烃次之，有叔碳原子和季碳原子的链最易断裂，热稳定性最差聚烯烃类的热失重曲线评价聚烯烃类材料的热稳定性碳原聚烯烃类的热稳定性随着主链子89研究高分子材料的热特性，每种高分子材料都有自己特有的热重曲线，通过研究材料的热重曲线，可以了解材料在温度作用下的变化过程，从而研究材料的热特性．在175℃开始出现少量失重，失去低分子物；接着快速失重，到276℃失重达31％；接着又出现一个较快速度的失重，最终失重为57%环氧树脂的TG-DTG变化是个多步过程．从TG曲线上看，多步变化的分界点不十分明显，而通过DTG曲线来看，变化就非常明显．三步变化的温度范围是：120-225℃225-410℃和410-560℃，三步变化的最大分解速率温度是175℃，350℃和506℃。研究高分子材料的热特性，每种高分子材料都有自己特有的热重曲90研究添加剂的作用添加剂是高分子材料制成成品的重要组成部分．通常用纯高分子制成成品的情况很少，一般在高分子中都要配以各种各样的具有各种功能作用的添加剂，才能制成具有各种性能的成品，从而使其具有使用价值．添加剂的性能、添加剂与高分子的匹配相容性、各种添加剂之间的匹配相容性，都是影响制品性能的重要因素．热重法可以用来研究高分子材料中添加剂的作用，也可以直接测定添加剂的含量，以及添加剂的热稳定性研究添加剂的作用添加剂是高分子材料制成成品的重要组成部分．通91研究增塑剂的作用增望剂是高分子材料中最常用的一种添加剂，其品种多、用量大．不同品种、不同用量的增塑剂对高分子材料的作用效果也不同．增塑剂对聚乙烯醇缩丁醛树脂(PVB)热稳定性的影响.图中从上至下分别为纯聚乙烯醇缩丁醛树脂、苯萃取过增塑剂的树脂和含有增塑剂的树脂的TG曲线．热稳定性顺序：PVB>苯萃取后树脂＞含增塑剂树脂由第三条曲线可以求出增塑剂的含量．由第二条曲线可以看出，尽管已经用苯萃取过增塑剂，但增塑剂萃取得并不完全，在TG曲线上可以明显看出苯萃取过的树脂中仍然含有残余量增塑剂．用苯萃取法测增塑剂含量不如热重法准确、简便及快速．用苯萃取可去除树脂中的增塑剂，但萃取后的树脂不能回复到原来纯树脂的状态．由TG曲线上得出，苯萃取后的树脂中还含有3%的残余增塑剂研究增塑剂的作用增望剂是高分子材料中最常用的一种添加剂，其92研究阻燃剂的作用阻燃剂在高分子材料中有特殊效果．阻燃剂的种类和用量选择适当可以大大改善和提高高分子材料的阻燃性能；否则将达不到阻燃效果添加阻燃剂前后的两种材料的TG曲线表明，加阻燃剂的聚丙烯尽管开始失重时的温度略低于纯聚丙烯，但从整个材料的热稳定性来看，加阻燃剂的聚丙炳的热稳性性却大大提高了，阻燃剂阻燃效果显著，而阻燃剂用量却只有0.5%研究阻燃剂的作用阻燃剂在高分子材料中有特殊效果．阻燃剂的种93橡胶中碳黑(Carbon)含量分析碳黑经常用来与橡胶共混来改进其化学或物理性能，例如，增强其抗紫外线性能，作为增强成分来提高橡胶制品的强度，或者作为填充料。除了挥发性有机物和添加剂之外，其余的都是聚合物和碳黑，可算出含量分别为52﹪和29﹪。PolymerCarbonVolatiles橡胶中碳黑(Carbon)含量分析碳黑经常用来与橡胶共混来改94填充物

Filler常用填充物吸水性环氧树脂二氧化硅炭黑玻璃纤维填充物的功能降低热膨胀系数提高热导系数增加尺寸稳定性降低成本改变密度改变粘度-方便加工降低吸水性填充物Filler常用填充物填充物的功能降低热膨胀系数95研究高分子材料的组成与常规经典的量分析方法比较，用热重法研究高分子材料的组成，其方法简便、快速．准确，一条TG曲线即可得到高分子材料的各种组成成分．而经典重量分析方法测定，则方法复杂而且方法和仪器专用。

ASTM方法测定高分子材料的组成需要近60个小时，而用热重法只需要几分钟、十几分钟或几十分钟(与升温速率有关)．先在惰性环境中测定聚合物含量，再在活性环境中测定炭黑含量．测定增强尼龙中各个组成含量二硫化钼增强尼龙66的TG曲线研究高分子材料的组成与常规经典的量分析方法比较，用热重法研96挥发物测定可以用动态等速升温或静态恒温失重的方法通过TG测定高分子材料中挥发物的含量挥发物含量为19.8%动态法除了测定挥发物的含量外同时还可以测定聚合物、填料和灰分等的含量聚合物含量为43.3%、碳黑含量为34.5%、灰分含量为2.4％200℃恒温4min时测定的高分子材料中挥发物的含量聚丙烯树脂的挥发物含量为0.11%，聚丙烯酸树脂的挥发物含量为0.42%，ABS树脂的挥发物含量为1.0%挥发物测定可以用动态等速升温或静态恒温失重的方法通过TG测97水分测定恒温测定水分含量110℃恒温25min失重为1.518%玻璃纤维增强尼龙的TG曲线在材料尤其是塑料加工过程中溢出的挥发性物质、即使极少量的水分、单体或溶剂都会产生小的气泡，从而使产品性能和外观受到影响。热重法能有效地检测出在加工前塑料所含有的挥发性物质的总含量。动态等速升温法测定高分子材料中的水分含量TG测定的水分含量为2%尼龙含量为80％、玻璃纤维含量为18％水分测定恒温测定水分含量玻璃纤维增强尼龙的TG曲线在材料尤其98聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）中水分含量测试

130℃保温10

小时聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）中水分含量测试130℃保温199研究高分子材料的共混和共聚采用高分子材料共聚或共混的方法以得到使用性能更好的高分子材料，热重法可以用来测定高分子材料共聚物和共混物的组成乙丙橡胶的热稳定性优于天然橡胶，而二者的二元共混物的热稳定性则优于天然橡胶，而次于乙丙橡胶共混物的热稳定性在相应两种均聚物的热稳定性之间，而且随组成比例的变化而变化在天然橡胶和乙丙橡胶的DTG曲线上各自有独特的变化，共混物同时出现两个峰，分别与天然橡胶和乙丙橡胶的峰的位置相对应．把共混物的峰高分别与天然橡胶和乙丙橡胶的峰高相比后所求出的比值，就是共混物中天然橡胶和乙丙橡胶的含量根据DTG曲线峰的高度，可以求出二元共混物中两种组分所占的百分比研究高分子材料的共混和共聚采用高分子材料共聚或共混的方法以100聚四氟乙烯乙缩醛聚合复合物的TG曲线．第一步为缩醛失重，第二步为四氟乙烯失重可以求出复合物中两种组分的百分含量和热稳定性在390℃以前快速分解放出醋酸，失重量为23%在390℃以后进一步分解TG法比化学法、红外光谱法和拉曼光谱法测定准确而且速度快乙烯基醋酸乙烯酯的TG曲线共聚物的组成确定聚四氟乙烯乙缩醛聚合复合物的TG曲线．第一步为缩醛失重，第二101聚苯乙烯的热稳定性优于聚α-甲基苯乙烯，二者共聚物的热稳定性介于二者之间．嵌段共聚物由于有两个分解过程，由热重曲线可以很容易鉴别出来鉴别无规共聚物和嵌段共聚物聚苯乙烯、聚α-甲基苯乙烯与二者的无规和嵌段共聚物的TG曲线聚苯乙烯的热稳定性优于聚α-甲基苯乙烯，二者共聚物的热稳定性102研究热固性树脂的固化对固化过程中失去低分子物的缩聚反应，可以用热重法进行研究酚醛树脂在固化过程中生成水，可用TG法通过测定脱水失重过程研究酚醛树脂的固化在140至240℃的一系列等温固化过程中，固化程度随固化温度的提高而增加，而在260℃时，固化程度反而下降．所以，240℃为该树脂的最佳固化温度．热稳定性优劣顺序：3＞2＞1从三者的DTG曲线可见，固化程度优劣是：3＞2＞1．显然，热稳定性随固化程度的提高而增高180℃固化比160℃固化的完全程度要高得多由失重情况可见树脂在180℃固化一分钟后固化仍不完全．由DTG曲线2或3的峰面积与1的峰面积相比，可以分别求出在2和3固化条件下的固化不完全程度，即由1减去各自的未固化百分数，可求出各自条件下的相对固化度由热重法可以计算固化度和检查已知固化条件下固化完成的程度系列等温固化过程的TG曲线TG测定酚醛树脂的固化度1-未固化；2-160℃固化1min；3-180℃固化1min研究热固性树脂的固化对固化过程中失去低分子物的缩聚反应，可以103研究高分子材料的氧化诱导期热重法可以用来测定高分子材料的耐氧化稳定性在稳定的氧气流中以320℃／min的速率快速升到200℃，温度达到平衡后，计算吸氧增重的时间，即为氧化诱导期．材料的氧化诱导期越长，则材料的耐氧化的稳定性越高．高分子材料1由于氧化诱导期短，耐氧化性能差，不合格，材料被淘汰；高分子材料2则合格，材料被选用．此法可做为材料配方筛选、材料评比及鉴定的一种方法用热重法测定低密度聚乙烯的氧化诱导期研究高分子材料的氧化诱导期热重法可以用来测定高分子材料的耐104在无机化学中的应用纯无机化合物、矿物、陶瓷、金属、合金、烧结炭化物、玻璃、催化剂、建筑材料等，均为可应用热重法研究热稳定性、分解反应和脱水反应研究催化剂研究络合物和金属有机化合物测定相图测定纯度研究磁性变化(居里点测定)研究与气体介质间的关系研究热分解过程和机理研究反应动力学在无机化学中的应用105热稳定性、分解反应和脱水反应失重对温度的曲线没有出现平台未必说明不存在中间产物．相反，出现平台也未必意味着在出现平台的温度范围内产物是等温稳定的以热分解反应的动力学特性为根据硝酸铯钴和铬酸汞的TG曲线硝酸钴钠和氯化铯反应生成的沉淀物Cs3[Co(NO2)6]·H2O不含钠．这与由钾、镓和铊制得类似产物是完全不同的．在温度110℃失去结晶水，而无水化合物在TG曲线上没有明显的平台，接着失水，然后失去三个NO2基团．219℃到494℃，TG曲线出现明显平台，这说明有确定成分的化合物(或混合物)存在．通过成分分析证实为CoO和CsNO3，但没有硝酸．在只含有铬酸盐和硝酸盐的溶液中铬含量可以通过沉淀法把铬酸盐变成铬酸汞Hg2CrO4来测定．然后使Hg2CrO4分解并称三氧化铬的重量但TG曲线则表明在52~256℃时，铬酸汞是稳定的热稳定性、分解反应和脱水反应失重对温度的曲线没有出现平台未必106Cu(OH)2在157℃处发生的是吸热的失水反应，失水量是18.40％，接近理论值18.47％；在1040℃发生的是吸热的还原反应，这时的失重为10．00％，理论值是10.06％(2CuO→Cu2O+0.5O2)；1106℃出现的是Cu2O的熔融吸热峰，此时质量不再变化。MnCO3在378℃处发生的是脱去CO2的吸热反应(MnCO3→MnO+CO2)，并有明显失重；470~540℃和580~800℃出现的是氧化反应放热峰，TG曲线