熱重分析的原理

熱重分析儀主要由天平、爐子、程序控溫系統、記錄系統等幾個部分構成。

熱重法是熱分析方法中使用zui多、zui廣泛的一種。它是在程序控制溫度下測量物質質量與溫度關系的一種技術。因此只要物質受熱時質量發生變化，就可以用熱重法來研究其變化過程，如脫水、吸濕、分解、化合、吸附、解吸、升華等。熱重法已被廣泛地應用在化學及與化學有關的領域中。熱重法試驗得到的曲線稱為熱重曲線（TG曲線），TG曲線以質量作縱坐標，從上向下表示質量減少;以溫度（或時間）作橫坐標，自左至右表示溫度（或時間）增加。熱分析儀器操作簡便、靈敏、速度快、所需試樣量少，而得到的科學信息廣泛。

通過TGA 實驗有助于研究晶體性質的變化，如熔化、蒸發、升華和吸附等物質的物理現象;也有助于研究物質的脫水、解離、氧化、還原等物質的化學現象。熱重分析通常可分為兩類：動態（升溫）和靜態（恒溫）。

用于熱重法的熱重分析儀（即熱天平）是連續記錄質量與溫度函數關系的儀器。它是把加熱爐與天平結合起來進行質量與溫度測量的儀器。熱天平的結構見圖。

熱天平的主要工作原理是把電路和天平結合起來，通過程序控溫儀使加熱電爐按一定的升溫速率升溫（或恒溫）。當被測試樣發生質量變化，光電傳感器能將質量變化轉化為直流電訊號。此訊號經測重電子放大器放大并反饋至天平動圈，產生反向電磁力矩，驅使天平梁復位。反饋形成的電位差與質量變化成正比（即可轉變為樣品的質量變化）。其變化信息通過記錄儀描繪出熱重（TG）曲線，如圖2所示。這是一固體熱分解的熱重曲線。縱坐標表示質量，橫坐標表示溫度。TG曲線上質量基本不變的部分稱為平臺，如圖中ab和cd，b點表示變化的起始點，對應的溫度Ti即為變化的起始溫度。圖中c點表示變化終止點，Tf表示變化的終止溫度。從熱重曲線可求得試樣組成、熱分解溫度等有關數據。