DSC 差示掃描量熱法
差示掃描量熱法是在程序溫度控制下,測量樣品與參比樣品之間單位時(shí)間內(nèi)熱流差隨溫度或時(shí)間變化的常規(guī)熱分析方法。
分類:
1. 功率補(bǔ)償型DSC
在樣品和參比物始終保持相同溫度的條件下,測定為滿足此條件樣品和參比物兩端所需的能量差,并直接作為信號(hào) (熱量差) 輸出。
2. 熱流型DSC
在給予樣品和參比物相同的功率下,測定樣品和參比物兩端的溫差 T,然后根據(jù)熱流方程,將 T(溫差換算成(熱量差) 作為信號(hào)的輸出。
圖1 熱流型DSC的儀器構(gòu)造簡圖
熱流型DSC,通常也被認(rèn)為是定量的DTA,它的儀器構(gòu)造如圖1。試樣和參比都在一個(gè)加熱板上加熱,通過熱流檢測器可以測出參比和試樣之間的熱流差,從而準(zhǔn)確定量,這也是DSC較之DTA的高級(jí)之處。
圖2 功率補(bǔ)償型DSC儀器構(gòu)造簡圖
DSC曲線
測量最終得到的是以樣品吸熱或放熱的速率(dH/dt或Φ)為縱坐標(biāo),以溫度(T)或時(shí)間(t)為橫坐標(biāo)的DSC曲線。
下面以一個(gè)簡單的例子介紹DSC曲線(圖3):
圖3 出現(xiàn)熱容變化與放熱峰的DSC曲線
圖3中①這里出現(xiàn)的基線臺(tái)階所代表的是試樣在加熱過程中出現(xiàn)了熱容變換(一般是玻璃化轉(zhuǎn)變過程),而熱容改變量的計(jì)算公式為:
△Φ=△C?β
其中,△Φ是指變化前后的熱流量Φ的變化量,△C是指熱容變化,β是指常數(shù),可通過實(shí)驗(yàn)測得。
②處虛線指的是基線?;€及峰面積的確定見下文詳解。這里的基線同樣是以臺(tái)階的形式出現(xiàn),可以認(rèn)為出現(xiàn)了熱容的變化。
③處的峰是指放熱峰(不同儀器測得的DSC曲線放熱方向可能不同,需注意)。由扣除基線之后所得到的峰面積A可得到熱變化焓△H:
△H =K?A
其中K是量熱參數(shù),可以通過實(shí)驗(yàn)測定。