探索热重分析的奥秘与广泛应用
热重分析(TG，Thermogravimetry Analysis)，作为一种精密的科学技术手段，通过精确控制样品在不同温度条件下的质量变化，为我们揭示了材料世界中的诸多秘密。它广泛应用于塑料、橡胶、涂料、医药、催化剂等众多领域，助力研发、工艺优化和质量控制。
原理解析
1.1 基本原理
热重法的核心是观察样品在特定温度程序下的重量变化。当样品置于恒温或可变温环境中，通过测量其质量随温度或时间的演变，我们可以揭示材料的分解、吸附、脱附、氧化和还原等物理化学过程。TG曲线不仅用于定性分析，还能定量计算成分，包括水分、挥发性成分以及添加剂含量。
1.2 热重仪的构造与分析方法
如图1所示，热重分析仪的基本结构为（来源：耐驰内部教程），其中TG曲线是直接记录重量随时间或温度变化，而DTG则是TG曲线的一阶微商，提供更深入的热动力学信息。升温法和恒温法是常见的分析方法，前者通过等速加热观察重量变化，后者在恒定温度下观察质量随时间的变化。
1.3 影响TG数据的关键因素
典型应用案例
2.1 组分分析
通过精确控制升温速率和测量环境，我们可以像在玻纤增强PA66失重过程分析中（图2，来源：参考文献）那样，识别材料内部的组分比例。如850℃之前使用N2，之后切换为空气，观察到的失重阶段反映了PA66的分解和热解碳的生成。
2.2 挥发升华
热重分析同样适用于液态样品的挥发性测试，如润滑油的热稳定性评估（图3，来源：参考文献）。例如，全氟聚醚润滑油在不同时间点的失重速率提供了其挥发过程的深入理解。
2.3 氧化分析
通过比较不同碳纤维在空气中热失重的差异（图4和图5，来源：参考文献），我们可以评估它们的抗氧化性能，如光谱纯石墨粉的性能明显优于其他碳纤维类型。
总结，热重分析以其独特的优势，为材料科学的研究和工业应用提供了强大工具。深入理解其原理和应用，无疑将推动我们对材料性质的洞察和技术创新。感谢您的关注，更多热重分析的精彩内容，敬请期待！