要掌握熱分析與量熱分析知識要點 看這篇干貨就夠了！

熱分析與量熱分析基礎

作者：某國企研究院高級分析測試工程師。現為材料人熱分析科技顧問。

熱分析術語量熱學士廣泛用于描述物質的性質與溫度或時間關系的一類技術，是對各類物質在很寬的溫度范圍內進行定性、定量表征的極其有效的手段，現已被世界各國廣大科技工作者用于諸多領域的基礎與應用研究中。

一、熱分析

熱分析是儀器分析的一個重要分支，它對物質的表征發揮著不可替代的作用。熱分許歷經百年的悠悠歲月，從礦物、金屬的熱分析興起，近幾十年來子啊高分子科學和藥物分析等方面煥發了勃勃生機。各種熱分析方法的適用范圍間下表。

?注：表中“+”表示合適，“-”表示不合適。

?1、熱重分析

熱重分析法（Thermogravimetry Analysis，簡稱TG或TGA）為使樣品處于一定的溫度程序（升/降/恒溫）控制下，觀察樣品的質量隨溫度或時間的變化過程，獲取失重比例、失重溫度（起始點，峰值，終止點...）、以及分解殘留量等相關信息。

TG方法廣泛應用于塑料、橡膠、涂料、藥品、催化劑、無機材料、金屬材料與復合材料等各領域的研究開發、工藝優化與質量監控。可以測定材料在不同氣氛下的熱穩定性與氧化穩定性，可對分解、吸附、解吸附、氧化、還原等物化過程進行分析，包括利用TG測試結果進一步作表觀反應動力學研究。可對物質進行成分的定量計算，測定水分、揮發成分及各種添加劑與填充劑的含量。

熱重分析儀的基本原理示意如下：

上圖為頂部裝樣式的熱重分析儀結構示意圖。爐體為加熱體，在一定的溫度程序下運作，爐內可通以不同的動態氣氛（如N₂、Ar、He等保護性氣氛，O₂、air等氧化性氣氛及其他特殊氣氛等），或在真空或靜態氣氛下進行測試。在測試進程中樣品支架下部連接的高精度天平隨時感知到樣品當前的重量，并將數據傳送到計算機，由計算機畫出樣品重量對溫度／時間的曲線（TG曲線）。當樣品發生重量變化（其原因包括分解、氧化、還原、吸附與解吸附等）時，會在TG曲線上體現為失重（或增重）臺階，由此可以得知該失/增重過程所發生的溫度區域，并定量計算失/增重比例。若對TG曲線進行一次微分計算，得到熱重微分曲線（DTG曲線），可以進一步得到重量變化速率等更多信息。

典型的熱重曲線如下圖所示：

圖譜可在溫度與時間兩種坐標下進行轉換。

紅色曲線：熱重（TG）曲線，表征了樣品在程序溫度過程中重量隨溫度/時間變化的情況，其縱坐標為重量百分比，表示樣品在當前溫度/時間下的重量與初始重量的比值。

綠色曲線：熱重微分（DTG）曲線（即dm/dt曲線，TG曲線上各點對時間坐標取一次微分作出的曲線），表征重量變化的速率隨溫度/時間的變化，其峰值點表征了各失/增重臺階的重量變化速率最快的溫度/時間點。

對于一個失/增重步驟，較常用的可對以下特征點進行分析：

TG曲線外推起始點：TG臺階前水平處作切線與曲線拐點處作切線的相交點，可作為該失/增重過程起始發生的參考溫度點，多用于表征材料的熱穩定性。

TG曲線外推終止點：TG臺階后水平處作切線與曲線拐點處作切線的相交點，可作為該失/增重過程結束的參考溫度點。

DTG曲線峰值：質量變化速率最大的溫度/時間點，對應于TG曲線上的拐點。

質量變化：分析TG曲線上任意兩點間的質量差，用來表示一個失重（或增重）步驟所導致的樣品的質量變化。

殘余質量：測量結束時樣品所殘余的質量。

另外，在軟件中還可對TG曲線的拐點（與DTG峰溫等同）、DTG曲線外推起始點（更接近于真正意義上的反應起始溫度）、DTG曲線外推終止點（更接近于真正意義上的反應結束溫度）等特征參數進行標示。

2、量熱分析

量熱學是研究如何測量各種過程伴隨的熱量變化的學科。精確的熱性質數據原則上都可通過量熱學實驗獲得，量熱學實驗是通過量熱儀進行的實施過程。

差熱分析（DTA）是在程序控制溫度條件下，測量樣品與參比物之間的溫度差與溫度關系的一種熱分析方法。差示掃描量熱法（DSC）是在程序控制溫度條件下，測量輸入給樣品與參比物的功率差與溫度關系的一種熱分析方法。兩種方法的物理含義不一樣，DTA僅可以測試相變溫度等溫度特征點，DSC不僅可以測相變溫度點，而且可以測相變時的熱量變化。DTA曲線上的放熱峰和吸熱峰無確定物理含義，而DSC曲線上的放熱峰和吸熱峰分別代表放出熱量和吸收熱量。因此我們以DSC為例來剖析量熱分析。

差示掃描量熱法（Differential Scanning Calorimetry，簡稱DSC）為使樣品處于一定的溫度程序（升/降/恒溫）控制下，觀察樣品端和參比端的熱流功率差隨溫度或時間的變化過程，以此獲取樣品在溫度程序過程中的吸熱、放熱、比熱變化等相關熱效應信息，計算熱效應的吸放熱量（熱焓）與特征溫度（起始點，峰值，終止點...）。

DSC方法廣泛應用于塑料、橡膠、纖維、涂料、粘合劑、醫藥、食品、生物有機體、無機材料、金屬材料與復合材料等各類領域，可以研究材料的熔融與結晶過程、玻璃化轉變、相轉變、液晶轉變、固化、氧化穩定性、反應溫度與反應熱焓，測定物質的比熱、純度，研究混合物各組分的相容性，計算結晶度、反應動力學參數等。

熱流型差示掃描量熱儀的基本原理示意如下：

如上圖所示，樣品坩堝內裝有樣品，與參比坩堝（通常為空坩堝）一起置于傳感器盤上，兩者之間保持熱對稱，在一個均勻的爐體內按照一定的溫度程序（線性升溫、降溫、恒溫及其組合）進行測試，并使用一對熱電偶（參比熱電偶，樣品熱電偶）連續測量兩者之間的溫差信號。由于爐體向樣品/參比的加熱過程滿足傅立葉熱傳導方程，兩端的加熱熱流差與溫差信號成比例關系，因此通過熱流校正，可將原始的溫差信號轉換為熱流差信號，并對時間/溫度連續作圖，得到DSC圖譜。

樣品熱效應引起參比與樣品之間的熱流不平衡，由于熱阻的存在，參比與樣品之間的溫度差（）與熱流差成一定的比例關系。將對時間積分，可得到熱焓：?（溫度，熱阻，材料性質…）

由于兩個坩堝的熱對稱關系，在樣品未發生熱效應的情況下，參比端與樣品端的信號差接近于零，在圖譜上得到的是一條近似的水平線，稱為“基線”。當然任何實際的儀器都不可能達到完美的熱對稱，再加上樣品端與參比端的熱容差異，實測基線通常不完全水平，而存在一定的起伏，這一起伏通常稱為“基線漂移”。

而當樣品發生熱效應時，在樣品端與參比端之間則產生了一定的溫差/熱流信號差。將該信號差對時間/溫度連續作圖，可以獲得類似如下的圖譜：

按照DIN標準與熱力學規定，圖中所示向上（正值）為樣品的吸熱峰（較為典型的吸熱效應有熔融、分解、解吸附等），向下（負值）為放熱峰（較為典型的放熱效應有結晶、氧化、固化等），比熱變化則體現為基線高度的變化，即曲線上的臺階狀拐折（較為典型的比熱變化效應有玻璃化轉變、鐵磁性轉變等）。

圖譜可在溫度與時間兩種坐標下進行轉換。

對于吸/放熱峰，較常用的可以分析其起始點、峰值、終止點與峰面積。這其中：

起始點：峰之前的基線作切線與峰左側的拐點處作切線的相交點，往往用來表征一個熱效應（物理變化或化學反應）開始發生的溫度（時間）。

峰值：吸/放熱效應最大的溫度（時間）點。

終止點：峰之后的基線作切線與峰右側的拐點處作切線的相交點，與起始點相呼應，往往用來表征一個熱效應（物理變化或化學反應）結束的溫度（時間）。

面積：對吸/放熱峰取積分所得的面積，單位J/g，用來表征單位重量的樣品在一個物理/化學過程中所吸收/放出的熱量。

另外，在軟件中還可對吸/放熱峰的高度、寬度、面積積分曲線等特征參數進行標示。對于比熱變化過程，則可分析其起始點、中點、結束點以及拐點、比熱變化值等參數。

二、熱分析儀器

1、熱重分析儀

現代的TG儀器結構較為復雜，除了基本的加熱爐體與高精度天平外，還有電子控制部分、軟件，以及一系列的輔助設備。如下圖所示為Netzsch TG209F3的結構示意圖：

圖中可以看到保護氣（protective gas）和吹掃氣（purge gas），其中保護氣通常使用惰性的N₂，經天平室（Weighing chamber）、支架連接區而通入爐體，可以使天平處于穩定而干燥的工作環境，防止潮濕水氣、熱空氣對流以及樣品分解污染物對天平造成影響。儀器允許同時連接兩種不同的吹掃氣類型（purge1，purge2），并根據需要在測量過程中自動切換或相互混合。常見的接法是其中一路連接N₂作為惰性吹掃氣氛，應用于常規應用；另一路連接空氣，作為氧化性氣氛使用。在氣體控制附件方面，可以配備傳統的轉子流量計、電磁閥，也可配備精度與自動化程度更高的質量流量計（MFC）。

氣體出口（Gas outlet）位于儀器頂部，可以將載氣與氣態產物排放到大氣中，也可使用加熱的傳輸管線進一步連接FTIR、QMS、GC-MS等系統，將產物氣體輸送到這些儀器中進行成分檢測。儀器的頂部裝樣結構與自然流暢的氣路設計，使得載氣流量小、產物氣體濃度高、信號滯后小，非常有利于與這些系統相聯用，進行逸出氣體成分的有效分析。

儀器配備有恒溫水浴（thermostatic control），將爐體與天平兩個部分相隔離，可以有效防止當爐體處于高溫時熱量傳導到天平模塊。再加上由下而上持續吹掃的保護氣體防止了熱空氣對流造成的熱量傳遞，以及樣品支架（sample holder）周圍的防輻射片（radiation shields）隔離了高溫環境下的熱輻射因素，種種措施充分保證了高精度天平處于穩定的溫度環境下，不受高溫區的干擾，確保了熱重信號的穩定性。

2、差示掃描量熱儀

現代的DSC儀器結構較為復雜，除了基本的加熱爐體與傳感器外，還有電子控制部分、軟件，以及一系列的輔助設備。如下圖所示為Netzsch DSC204F1的結構示意圖：

圖中可以看到保護氣（protective gas）和吹掃氣（purge gas），其中保護氣通常使用惰性的N₂，在爐體外圍通過，能夠起到保護加熱體、延長使用壽命，以及防止爐體外圍在低溫下結霜的作用。儀器允許同時連接兩種不同的吹掃氣類型，并根據需要在測量過程中自動切換或相互混合。常規的接法是其中一路連接N₂作為惰性吹掃氣氛，應用于常規應用；另一路連接空氣或O₂，作為氧化性氣氛使用。在氣體控制附件方面，可以配備傳統的轉子流量計、電磁閥，也可配備精度與自動化程度更高的質量流量計（MFC）。

儀器可以連接三種不同類型的冷卻設備。一種是液氮系統LN₂/GN₂ cooling），一種是機械制冷（circulating cooling或intracooler），還有一種是壓縮空氣冷卻（cooling air）。這三種冷卻方式各有不同的特點和適合的應用場合。壓縮空氣較為簡易，最低冷卻溫度為常溫，適合于不需要低溫應用的場合（如塑料、熱固性樹脂行業等），也常被用于作為測量結束后的自動冷卻，使爐體冷卻到常溫，便于加入下一樣品；液氮系統與機械制冷相比，液氮的優點在于冷卻速度更快，能夠冷到更低的溫度（-180℃左右），缺點在于液氮本身為消耗品，用完后需要補充，存在耗材費用的因素；而機械制冷在冷卻速率與極限溫度方面遜于液氮，但后續基本無耗材因素，可以一直使用，這是其優點所在。

三、影響熱分析測量的實驗因素

1、升溫速率對熱分析實驗結果的影響

升溫速率對熱分析實驗結果有明顯的影響，總體來說，可概括為以下幾點。???

（1）對于以TG，DSC曲線表示的試樣的某種反應，提高升溫速率通常是使反應的起始溫度T_i，峰溫T_p和終止溫度T_f增高。快速升溫，使得反應尚未來得及進行，便進入更高的溫度，總成反應滯后（如上圖）。

? （2）快速升溫是將反應推向在高溫區以更快的速度進行，即不僅使DSC曲線的峰溫T_p升高，且峰幅度變窄，呈尖高峰（如上圖）。

2、試樣用量與粒度對熱分析實驗的影響

少量試樣有利于氣體產物的擴散和試樣內部溫度的均衡，減小溫度梯度，降低試樣溫度與環境線性升溫的偏差，這是由于試樣的吸、放熱效應而引起的。實驗證明，峰面積尚與試樣粒度有關，粒子越小，DSC曲線放熱峰的面積越大。另外，堆砌松散的試樣顆粒之間有空隙，使試樣導熱變差，而顆粒越小，越可堆得緊密，導熱良好。不管試樣的粒度如何，度企鵝密度不是很容易重復的，也會影響TG曲線形貌特征。

3、氣氛對熱分析實驗結果的影響

對于形成氣體產物的反應，如不將氣體產物及時排除，或通過其他方式提高氣氛中氣體產物的分壓，會使反應向高溫移動。氣氛氣的導熱性良好，有利于向體系提供更充分的熱量，提高分解反應的速率。氬、氮和氦這三種惰性氣體導熱率與溫度的關系是依次遞增的。

下圖為白云石的分解測試。其分解過程包含如下兩個步驟：

MgCO₃ → MgO + CO₂ ↑

CaCO3 → CaO + CO₂ ↑

在常規N₂吹掃的條件下兩個分解步驟溫度相近，分離效果不好，很難對MgCO₃、CaCO₃兩種成分的含量進行準確的定量計算。因此本例中使用了CO₂作為吹掃氣氛。由于兩個失重臺階均生成CO₂，以CO₂作為吹掃氣氛，會影響化學平衡，導致反應“延遲”（失重比例不受影響）。而由于兩步分解的“延遲程度”并不相同，其第二階段失重（CaCO₃分解）的延遲更為顯著。以此有效地達到了臺階分離的效果，可以準確地計算出該樣品中MgCO₃的質量比為44.0%（MgCO₃/CO₂=1.91），CaCO₃質量比為55.3%（CaCO₃/CO₂=2.27）。

4、浮力，對流和湍流對TG曲線的影響

樣品支架所處介質空間氣相密度隨溫度的升高二降低，因而浮力減小，表現為表觀增重。對試樣容器來說，朝上流動的空氣引起表觀失重，二空氣湍流引起增重，這與坩堝的尺寸和形狀有關，可借助于試樣容器上方的出氣孔加以調整，但使TG曲線在整個溫度范圍內沒有表觀質量變化是比較困難的。

5、裝樣的緊密程度對實驗結果的影響

試樣在坩堝中裝填的松緊程度會影響熱分解氣體產物向周圍介質空氣的擴散和試樣與氣氛的接觸。如一水合草酸鈣CaC₂O₄·H₂O的第二步失去一氧化碳CO的反應：CaC₂O₄·H₂O → CaCO₃ + CO ↑

當介質為空氣時，如裝樣較松散，有充分的氧化氣氛，則DSC曲線呈放熱效應（峰溫511℃），是CO的氧化：2CO + O₂ → 2CO₂ ，如裝樣較實，處于缺氧狀態，則DSC曲線呈吸熱效應。見下圖。

裝樣較疏松（1）和較實（2）

四、熱分析技術對各種轉變的測量

1、玻璃化轉變的測量

對于非晶態固體而言，在升溫過程中會發生玻璃化轉變，由無定形的固態轉變為流動態（對于高分子材料則為高彈態）。在這一過程中伴隨著比熱變化，在DSC曲線上體現為往吸熱方向的一個臺階

狀拐折。由此進行分析，即可得到材料的玻璃化轉變溫度。

上圖為某環氧樹脂樣品的玻璃化轉變測試。根據國際標準，玻璃化轉變一般取中點，圖中為129.5℃。比熱變化則大致地表征了該轉變的劇烈程度。

2、結晶與熔融的測量

晶體的熔融為一級相轉變，在熔融過程中伴隨著吸熱效應。使用DSC，可以對該吸熱效應進行測定，得到熔點、熔融熱焓等信息。

上圖為金屬In的熔融。熔點156.7℃（理論值156.6℃），熱焓28.58J/g（理論值28.6J/g）。

上圖為非晶態合金在升溫過程中的玻璃化轉變、冷結晶、熔融測試。非晶態合金由于在室溫下結晶不充分，存在較高的非晶態比例，因此升溫過程中有明顯的玻璃化轉變。隨后出現冷結晶峰，最后的熔融峰則包含了室溫下晶體、以及冷結晶過程新增晶體部分的共同熔融。

五、熱分析典型實例分析

1、熱穩定性

使用熱重分析儀，通過對分解過程的起始階段進行分析，可以方便地了解材料的熱穩定性，獲取使用溫度上限等相關信息。

對于能夠代表熱穩定性的溫度的標注，可以使用傳統的外切起始點方法（TG臺階或DTG峰均可作外切起始點），但其溫度會受到分析邊界條件（取切線的范圍）的影響，有時不夠穩定。在工業領域、質量控制場合，則更多地使用例如失重1%、2%、5%的溫度來表征產品的熱穩定性，其計算結果更為準確可靠一些。

上圖所示為某一作為PCB原料的層壓板樣品的5%TD（失重5%溫度）的測試譜圖。對該樣品共測試三次，重現性良好，5%TD約在337.5±1.5℃范圍內。

2、熱解過程

上圖所示為聚四氟乙烯PTFE的熱降解過程測試。700℃之前使用N₂氣氛，700℃之后切換為air。PTFE為高耐溫材料，起始分解溫度高至500℃以上（圖中TG外切起始點為569.5℃），最大失重速率點（DTG峰溫）為612.1℃。樣品在惰性氣氛下為100%完全失重，不生成殘炭。這從圖中切換為air后沒有進一步失重，可以驗證這一點。c-DTA曲線則額外給出了PTFE的熔融峰，溫度330.6℃。

3、組分分析

使用熱重分析儀，通過使用合適的升溫速率與測量氣氛，以及合理地安排不同氣氛之間的切換，基于多階段失重測量結果，能夠對很多材料的內部組分比例進行計算。

上圖為玻纖增強PA66的失重過程分析。850℃之前使用N2，850℃之后切換為air。從圖中可以看到失重分為如下幾個階段：

1.300℃之前的少量失重：失重量0.6%。可能為材料中吸附的水分和一些有機揮發分。

2.300~850℃：主失重臺階，失重量63.4%。PA66的分解。

3.850℃切換為air以后：失重量1.5%，對應于熱解碳（PA66分解產物）的燒失。

4.殘余質量：34.5%。應為不分解、不氧化的玻纖成分。

從以上分析，可以計算出樣品中的PA66比例為64.9%（63.4+1.5）。玻纖比例為34.5%。其余水分/揮發分比例為0.6%。

4、揮發升華

使用熱重分析儀，可以測試業代樣品（如潤滑油）的揮發過程，并對其穩定性進行表征。

上圖為全氟聚醚潤滑油的揮發過程測試。溫度程序為從室溫升溫至130℃并保持恒溫。圖中給出了10、15、20、25、30min，以及最快失重點13.9min下的質量百分比，以及對應的DTG失重速率。類似地，TG也可以測量某些固體樣品（如樟腦）的揮發（升華）過程，并以表征其存儲穩定性。

5、吸附脫附

上圖為在STA儀器上測試得到的粘土在不同濕度氣氛下的脫水、吸水過程。測試在約30℃的恒溫條件下進行，使用濕度發生器以創建特定濕度的吹掃氣氛。可以看到在5%相對濕度的較干燥的吹掃氣氛下，樣品表現為脫水過程，失重量0.81%。當氣氛切換為25%相對濕度時，樣品表現為吸水，增重量1.66%。后續在50%、以及75%相對濕度下，樣品均發生吸水過程，增重量分別為1.38%、2.82%。同時在藍色的DSC曲線上，可以觀察到吸水過程對應的放熱效應及其熱焓。

6、降溫速率對結晶度的影響

上圖則比較了另一PET樣品從熔融態使用不同冷卻速率冷至常溫后，再進行二次升溫得到的結果。圖中可見冷卻速率越快，樣品的結晶越不充分，由此第二次升溫得到的冷結晶峰面積越大，結晶度越低。

不同的結晶度，會影響材料具有不同的力學性能（柔韌性、延展性、耐沖擊性等）、光學性能、耐溶劑性、以及可加工性等特性。因此在熱塑性塑料的生產工藝中，結晶度也是一個需要檢測與控制的重要指標。

7、氧化穩定性

利用DSC可以測試材料的氧化穩定性。具體測試方法包括OIT方法，與動態升溫氧化方法。

氧化誘導期（OIT）為塑料行業的一種標準測試方法。恒溫溫度一般為200℃，但可根據氧化時間長短作適當的上／下調整。根據不同批次樣品氧化誘導時間（OIT）的差異，來比較材料抗氧性能的差異，以及不同的抗氧添加劑的抗氧效果等，并可間接地用于鑒別材料抗老化性能的差異。相關測量標準：DIN EN 728, ISO/TR 10837, ASTM D 3895。

上圖為遵照國標方法進行的聚乙烯塑料粒子OIT測試。樣品稱重約15mg，置于敞口Al坩堝中，在 50ml/min N₂保護下升溫至200℃，恒溫5min后切換為O₂。測得的氧化誘導期（從起始切換為O₂到氧化放熱峰外推起始點之間的時間差）為40.1min。

8、固化測試

DSC可以測量熱固性樹脂（如環氧樹脂，酚醛樹脂等），以及涂料、粘合劑等的固化過程。

下圖為玻纖增強環氧樹脂（GFEP）預浸料的升溫固化測試。未固化的預浸料玻璃化溫度較低（101.5℃），在升溫過程中發生固化，在DSC曲線上體現為大的放熱峰（圖中為136.4、158.9℃的雙峰，固化熱焓 43.10 J/g）；冷卻后進行第二次升溫，由于樹脂已經固化，玻璃化溫度升高至 142.4℃，固化放熱峰不再出現。

注：對于環氧樹脂，玻璃化溫度與固化度接近線性關系。固化度越高，材料內部交聯越充分，鏈段運動能力下降，玻璃化溫度越高。

9、相轉變測試

上圖為鐵在升溫過程中的相變測試。771.5℃的吸熱峰為居里點轉變，材料由鐵磁體轉變為順磁體。918.6℃與1404.1℃的吸熱峰為兩種晶格結構（bcc體心-fcc面心）之間的轉變。Netzsch SC404/STA449 具有高真空密閉結構和全自動的真空系統，且配備獨特的OTS氧吸附系統，能充分保證樣品在純凈的惰性氣氛下進行測量，避免高溫下的氧化。

10、多晶型

多晶型現象是指一種物質能以兩種或兩種以上不同的晶體結構存在的現象。各種晶型具有不同的物理和化學性質，在一定的條件下可以互相轉化。

上圖為藥品磺胺塞唑（Sulfathiazole）的DSC測量圖譜。圖中173.7℃的吸熱峰為晶型III的熔融，隨即轉變為晶型I。196.2℃的小吸熱峰為晶型II的熔融，201.4℃的吸熱尖峰則為晶型I的熔融。

11、比熱測試

測試原理

按照熱物理學的定義，比熱容c（一般熱分析中涉及的是定壓比熱容Cp）為在一定溫度下，單位質量的樣品升高單位溫度所需要吸收的能量。即：Cp = Q / ( m *△T )，單位 J/g*K

對此方程稍作變換：

Q = Cp * m * △T

再對時間作微分，取樣品在升溫過程中的吸熱功率 q = dQ / dt，升溫速率HR = dT/dt，即得：q = Cp * m * HR

使用熱流型DSC，以動態升溫的方式，在相同的升溫速率下，分別測量未知比熱的樣品sam與已知比熱的標準樣品std在一定溫度下的吸熱功率q，可得：

q_sam = K_T * ( DSC_sam - DSC_bsl ) = Cp_sam * m_sam * HR

q_std = K_T * ( DSC_std - DSC_bsl ) = Cp_std * m_std * HR

其中K_T為熱流傳感器的靈敏度系數，通過該系數可將一定溫度下的DSC原始信號（單位 uV）轉換為熱流信號（單位 mW）。DSC_bsl為使用一對空白坩堝測得的基線漂移（baseline），在測量樣品與標樣的熱流時需加以扣除。

將上述兩個方程相除，KT、HR相互約除，可得：

(DSC_sam - DSC_bsl) / (DSC_std - DSC_bsl) =

(Cp_sam * m_sam ) / ( Cp_std * m_std)

稍加變換，即求得樣品在一定溫度下的定壓比熱容：

Cp_sam = Cp_std × [(DSC_sam – DSC_bsl) / m_sam] / [(DSC_std - DSC_bsl) / m_std] = Cp_std × DSC_sam,rel,sub / DSC_std,rel,sub

式中DSC_xxx,rel,sub表示樣品或參比在相對坐標下扣除基線后的DSC信號，單位μV/mg。

上圖為使用高溫 DSC 測得的純銅樣品在RT~1000℃范圍內的比熱值（綠色曲線），以及與文獻值（藍色曲線）的對比。

材料人特邀科技顧問推出熱分析專欄，敬請關注。本文系材料人熱分析專欄第一篇。

歡迎加入材料人熱分析QQ群參與交流

如果您也需要材料熱分析方面的測試需求，歡迎掃碼提交您的需求。材料人材料熱分析科技顧問可為您解憂。