差熱分析儀是一種用于測(cè)量材料在加熱或冷卻過(guò)程中所吸收或釋放的熱量變化的儀器。它可以給出物質(zhì)的熱力學(xué)性質(zhì)、相變溫度和相變時(shí)的熱效應(yīng)等信息,廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)、化學(xué)、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域。
一、結(jié)構(gòu)包括三個(gè)基本部分:樣品架、參比架和控溫系統(tǒng)。
1、樣品架
樣品架是核心組成部分,它由加熱電極和檢測(cè)電極組成。樣品被放置在這兩個(gè)電極之間,并通過(guò)加熱電極提供的熱能來(lái)加熱或冷卻樣品,同時(shí)檢測(cè)電極記錄樣品的溫度變化情況。樣品架通常采用高純度鋁或不銹鋼材料制作,以保證其穩(wěn)定性和耐腐蝕性。
2、參比架
參比架也由加熱電極和檢測(cè)電極組成,其結(jié)構(gòu)與樣品架相同。參比架中不包含樣品,主要用于檢測(cè)環(huán)境變化對(duì)溫度讀數(shù)的影響,從而消除由于環(huán)境溫度變化引起的誤差。
3、控溫系統(tǒng)
控溫系統(tǒng)是關(guān)鍵組成部分,它通過(guò)傳感器監(jiān)測(cè)和反饋控制加熱元件的輸出功率來(lái)實(shí)現(xiàn)樣品和參比架的恒溫??販叵到y(tǒng)通常采用PID(比例、積分、微分)控制算法,以確保樣品和參比架在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中保持一致的溫度變化速率。
二、差熱分析儀主要有以下功能:
1、相變溫度測(cè)定
可以通過(guò)檢測(cè)樣品在加熱或冷卻過(guò)程中吸收或釋放的熱量變化來(lái)確定材料的相變溫度。相變溫度是材料熱力學(xué)性質(zhì)的重要指標(biāo),如玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、熔點(diǎn)、析晶溫度等。
2、熱效應(yīng)測(cè)定
可以測(cè)量材料在相變時(shí)所吸收或釋放的熱量變化,如吸熱、放熱等,這些熱效應(yīng)通常與材料的結(jié)構(gòu)、組成和反應(yīng)性質(zhì)相關(guān)。通過(guò)測(cè)定不同材料的熱效應(yīng),可以了解其熱力學(xué)特性和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)。
3、評(píng)估材料穩(wěn)定性
可以評(píng)估材料的穩(wěn)定性,即潛在的物理或化學(xué)變化是否會(huì)導(dǎo)致熱效應(yīng)的發(fā)生。這對(duì)于藥品研發(fā)和制造過(guò)程中的穩(wěn)定性測(cè)試非常重要,以確保產(chǎn)品在儲(chǔ)存和使用過(guò)程中不會(huì)失去活性或出現(xiàn)安全問(wèn)題。