热重分析的原理

热重分析仪主要由天平、炉子、程序控温系统、记录系统等几个部分构成。

热重法是热分析方法中使用zui多、zui广泛的一种。它是在程序控制温度下测量物质质量与温度关系的一种技术。因此只要物质受热时质量发生变化，就可以用热重法来研究其变化过程，如脱水、吸湿、分解、化合、吸附、解吸、升华等。热重法已被广泛地应用在化学及与化学有关的领域中。热重法试验得到的曲线称为热重曲线（TG曲线），TG曲线以质量作纵坐标，从上向下表示质量减少;以温度（或时间）作横坐标，自左至右表示温度（或时间）增加。热分析仪器操作简便、灵敏、速度快、所需试样量少，而得到的科学信息广泛。

通过TGA 实验有助于研究晶体性质的变化，如熔化、蒸发、升华和吸附等物质的物理现象;也有助于研究物质的脱水、解离、氧化、还原等物质的化学现象。热重分析通常可分为两类：动态（升温）和静态（恒温）。

用于热重法的热重分析仪（即热天平）是连续记录质量与温度函数关系的仪器。它是把加热炉与天平结合起来进行质量与温度测量的仪器。热天平的结构见图。

热天平的主要工作原理是把电路和天平结合起来，通过程序控温仪使加热电炉按一定的升温速率升温（或恒温）。当被测试样发生质量变化，光电传感器能将质量变化转化为直流电讯号。此讯号经测重电子放大器放大并反馈至天平动圈，产生反向电磁力矩，驱使天平梁复位。反馈形成的电位差与质量变化成正比（即可转变为样品的质量变化）。其变化信息通过记录仪描绘出热重（TG）曲线，如图2所示。这是一固体热分解的热重曲线。纵坐标表示质量，横坐标表示温度。TG曲线上质量基本不变的部分称为平台，如图中ab和cd，b点表示变化的起始点，对应的温度Ti即为变化的起始温度。图中c点表示变化终止点，Tf表示变化的终止温度。从热重曲线可求得试样组成、热分解温度等有关数据。