差示掃描量熱儀(DSC)是一種常用的熱分析儀器,可用于檢測材料的熔點(diǎn),以下是其基本原理和操作步驟:
在程序控制溫度下,測量輸入到試樣和參比物的功率差與溫度的關(guān)系。當材料升溫至熔點(diǎn)附近時(shí),會(huì )吸收熱量用于熔化,導致試樣與參比物之間產(chǎn)生熱量差,DSC 曲線(xiàn)會(huì )出現吸熱峰,該峰對應的溫度即為材料的熔點(diǎn)。
樣品準備:選取具有代表性的材料樣品,一般要求樣品量在幾毫克到幾十毫克之間,以確保熱量傳遞均勻。將樣品均勻放置在 DSC 的樣品盤(pán)中,并蓋好蓋子。對于一些粉末狀或顆粒狀樣品,需要適當壓實(shí),以保證樣品與樣品盤(pán)良好接觸。
儀器校準:使用標準物質(zhì)對 DSC 儀器進(jìn)行校準,如銦、錫等,這些標準物質(zhì)的熔點(diǎn)是已知的。通過(guò)校準可以確保儀器測量的準確性,得到準確的溫度 - 熱量關(guān)系曲線(xiàn)。
參數設置:設置合適的升溫速率,通常在 5 - 20℃/min 之間。升溫速率過(guò)快可能導致測量的熔點(diǎn)偏高,且峰形較寬;升溫速率過(guò)慢則會(huì )使測量時(shí)間過(guò)長(cháng)。同時(shí),設置好溫度范圍,要確保該范圍包含材料可能的熔點(diǎn)。
測量過(guò)程:將裝有樣品的樣品盤(pán)放入 DSC 儀器的加熱爐中,同時(shí)在參比盤(pán)中放入相同質(zhì)量的空白樣品盤(pán)或參比物質(zhì)。啟動(dòng)儀器,開(kāi)始升溫測量。儀器會(huì )記錄下樣品和參比物之間的熱量差隨溫度的變化曲線(xiàn),即 DSC 曲線(xiàn)。
結果分析:在 DSC 曲線(xiàn)上,找到吸熱峰的起始溫度、峰值溫度和終止溫度。一般來(lái)說(shuō),峰值溫度被認為是材料的熔點(diǎn)。但對于一些復雜的材料體系,可能需要結合起始溫度和終止溫度來(lái)綜合判斷熔點(diǎn)范圍。
在整個(gè)檢測過(guò)程中,要確保儀器的穩定性和準確性,同時(shí)注意樣品的處理和操作規范,以獲得可靠的檢測結果。