明白這些影響因素讓你的熱重曲線不再跑偏！

　　熱重分析的數據結果與儀器、實驗條件、樣品等因素密切相關。下面就儀器、實驗條件和樣品三大方向來詳述影響熱重曲線的因素。

　　一、儀器因素

　　1、氣體浮力和對流的影響

　　氣體的密度與溫度有關，隨溫度升高，樣品周圍的氣體密度變小，從而氣體的浮力變小，因而試樣質量增加。這種樣品質量隨溫度升高而增重現象稱之為表觀增重。

　　表觀增重量可用公式進行計算：W=Vd(1-273/T)。式中d為氣體在273K時的密度，V為樣品坩堝和支架的體積。對流的產生，是常溫下，試樣周圍的氣體受熱變輕形成向上的熱氣流，作用在熱天平上，引起試樣的表觀質量損失。為了減少氣體浮力和對流的影響，試樣可以選擇在真空條件下進行測定，或選用臥式結構的熱重儀進行測定。

　　2、坩堝的影響

　　坩堝的物理性狀，如坩堝的形狀、尺寸、多孔性可能影響實驗結果。

　　坩堝大小與試樣量有關，直接影響試樣的熱傳導和熱擴散；坩堝的形狀則影響試樣的揮發速率。因此，通常選用輕巧、淺底的坩堝，可使試樣在堝底攤成均勻的薄層，有利于熱傳導、熱擴散和揮發。此外，坩堝的材質通常應該選擇對試樣、中間產物、最終產物和氣氛沒有反應活性和催化活性的惰性材料，如Pt、Al2O3等。

　　3、揮發物冷凝的影響

　　樣品受熱分解、升華、逸出的揮發性物質，往往會在儀器的低溫部分冷凝。這不僅污染儀器，而且使測定結果出現偏差。若揮發物冷凝在樣品支架上，則影響更嚴重，隨溫度升高，冷凝物可能再次揮發產生假失重，使TG曲線變形。

　　為減少揮發物冷凝的影響，可在坩堝周圍安裝耐熱屏蔽套管；采用水平結構的天平；在天平靈敏度范圍內，盡量減少樣品用量；選擇合適的凈化氣體流量。實驗前，對樣品的分解情況有初步估計，防止對儀器的污染。

　　二、實驗條件因素

　　1、升溫速率的影響

　　升溫速率對熱重曲線影響較大，升溫速率越高，產生的影響就越大。因為樣品受熱升溫是通過介質-坩堝-樣品進行熱傳遞的，在爐子和樣品坩堝之間可形成溫差。升溫速率越快，這種溫差隨之增加。，爐子和樣品坩堝間的溫差就不同，導致測量誤差。此外，升溫速率對樣品的分解溫度有影響。升溫速率快，造成熱滯后大，分解起始溫度和終止溫度都相應升高。

　　升溫速率不同，可導致熱重曲線的形狀改變。升溫速率快，往往不利于中間產物的檢出，使熱重曲線的拐點不明顯。升溫速率慢，可以顯示熱重曲線的全過程。一般來說，升溫速率為5和10℃/min時，對熱重曲線的影響不太明顯。升溫速率可影響熱重曲線的形狀和試樣的分解溫度，但不影響失重量。慢速升溫可以研究樣品的分解過程，有利于中間體的鑒定與解析。但快速升溫與慢速升溫的選擇，要看具體的實驗條件和目的，并非慢速升溫就一定優越。當樣品量很小時，快速升溫能檢查出分解過程中形成的中間產物，而慢速升溫則不能達到此目的。

　　2、氣氛的影響

　　氣氛對熱重實驗結果也有影響，它可以影響反應性質、方向、速率和反應溫度，也能影響熱重稱量的結果。

　　氣體流速越大，表觀增重越大。所以送樣品做熱重分析時，需注明氣氛條件，包括：靜態還是動態氣氛；氣氛的種類；氣氛的流量。所謂靜態是指氣體穩定不流動，動態就是氣體以穩定流速流動。在靜態氣氛中，產物的分壓對TG曲線有明顯的影響，使反應向高溫移動；而在動態氣氛中，產物的分壓影響較小。因此，我們測試中都使用動態氣氛，氣體流量為20mL/min。而氣氛有如下幾類：惰性氣氛，氧化性氣氛，還原性氣氛，腐蝕性氣體，還有其它如CO2、Cl2、F2等。

　　改變實驗室的氣氛時，還應注意以下幾點：

　　首先：氣氛與熱電偶、試樣容器及氣路其他部件所使用的材料是否能發生反應。

　　其次：要防止爆炸和中毒的危險

　　再次，確認產物氣對測量結果如有嚴重影響，必須排出。

　　最后：由于氣氛氣的熱傳導之差，爐內的溫度分布和熱傳遞特性是否有所改變。

　　 三、試樣的影響

　　1、樣品量的影響

　　樣品量多少對熱傳導、熱擴散、揮發物逸出都有影響。

　　樣品量用多時，熱效應和溫度梯度都大，對熱傳導和氣體逸出不利，導致溫度偏差。樣品量越大，這種偏差越大。加大試樣量，會使曲線的清晰度變差，并移向較高的溫度，反應所需時間也會加長。但樣品量大有時并非壞處，它可以擴大兩試樣間的較小差異。

　　2、樣品粒度、形狀的影響

　　樣品粒度及形狀同樣對熱傳導和氣體的擴散有影響。粒度不同，會引起氣體產物擴散的變化，導致反應速度和熱重曲線形狀的改變。粒度越小，反應速度越快，熱重曲線上的起始分解溫度和終止分解溫度降低，反應區間變窄，而且分解反應進行得完全。所以，粒度影響在熱重法中是個不可忽略的因素。此外，在試樣粉碎和研磨過程中，需要注意不能引入機械雜物。