熱重分析儀是一種精密的儀器，用于研究材料在受控溫度程序下的重量變化。其基本工作原理是通過精確控制樣品的溫度，同時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)樣品的質(zhì)量變化，從而揭示材料的組成、穩(wěn)定性以及熱分解特性等重要信息。
在熱重分析儀中，樣品被放置在一個(gè)精密的電子天平上，這個(gè)天平能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量樣品在不同溫度下的重量。測(cè)試開始時(shí)，將待測(cè)樣品放入特制的坩堝中，然后置于天平上。樣品的裝載量通常很小，一般在幾毫克到幾十毫克之間，以確保測(cè)量的準(zhǔn)確性和靈敏度。接下來，啟動(dòng)儀器，設(shè)置所需的升溫速率、最終溫度以及保持時(shí)間等參數(shù)。爐子內(nèi)部的加熱元件開始工作，按照預(yù)設(shè)的溫度程序逐漸升高樣品的溫度。
在整個(gè)升溫過程中，天平持續(xù)監(jiān)測(cè)樣品的質(zhì)量變化。這些變化可能源于物質(zhì)的分解、氧化、脫水或其他物理化學(xué)反應(yīng)。當(dāng)被測(cè)物質(zhì)在加熱過程中有升華、汽化、分解出氣體或失去結(jié)晶水等現(xiàn)象時(shí)，被測(cè)的物質(zhì)質(zhì)量就會(huì)發(fā)生變化。這時(shí)，熱重曲線就會(huì)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，通過分析這條曲線，就可以知道被測(cè)物質(zhì)在多少度時(shí)開始發(fā)生變化，以及根據(jù)失重量可以計(jì)算出失去了多少物質(zhì)。
熱重分析儀的核心是一架高準(zhǔn)確度、高可靠性的垂直天平，裝配在具有溫度補(bǔ)償功能的天平室內(nèi)，天平的稱量靈敏度可達(dá)到0.1μg，天平室可測(cè)溫度為1000℃。測(cè)試時(shí)，被測(cè)樣品置于天平內(nèi)，隨著溫度的升高，樣品的質(zhì)量變化會(huì)被實(shí)時(shí)記錄下來，并繪制成熱重曲線(TGA曲線)。通過對(duì)這條曲線的分析，可以得到樣品在不同溫度下質(zhì)量變化的詳細(xì)信息，如開始失重的溫度、失重的速率以及總的質(zhì)量損失量等。
熱重分析儀的應(yīng)用非常廣泛，包括材料科學(xué)、化學(xué)、制藥、食品工業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域。它可以幫助科學(xué)家和工程師深入了解材料在高溫條件下的行為，為材料的篩選、優(yōu)化和創(chuàng)新提供堅(jiān)實(shí)的科學(xué)基礎(chǔ)。無論是研究聚合物的分解溫度和速率，還是測(cè)量其中所含揮發(fā)物、添加劑和填料的數(shù)量，熱重分析儀都能提供準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)支持。因此，熱重分析儀作為一種高精度的熱分析儀器，在科研和工業(yè)生產(chǎn)中具有不可替代的重要作用。
