熱重分析儀工作原理、核心結構與精準測試影響因素解析

來源：北京京儀高科儀器有限公司 2026年07月13日 10:31

　　一、工作原理與核心結構

　　熱重分析儀（TGA）基于熱重法原理：在程序控溫條件下，高精度熱天平實時測量樣品質量隨溫度（或時間）的變化。當樣品發生升華、分解、氧化、脫水等物理或化學變化時，質量隨之改變，生成熱重（TG）曲線；對TG曲線求導可得微分熱重（DTG）曲線，反映質量變化速率。

　　儀器核心由熱天平（含天平及稱重變換器）、程序控溫爐體、氣氛控制系統和數據采集系統組成。質量測量原理主要有兩種：變位法根據天平梁傾斜度與質量變化的比例關系檢知并記錄；零位法則通過電磁力補償使天平梁復位，測量補償電流即可換算質量變化。

　　二、精準測試主要影響因素

　　1.升溫速率：速率越快，熱滯后越嚴重，使起始和終止分解溫度偏高、曲線向高溫區偏移，且中間產物信息易丟失；慢速升溫可提高多步失重曲線的分辨率。一般建議升溫速率控制在0.5~6℃/min。

　　2.試樣量與粒度：試樣量宜少（一般2~5mg），量多會增加傳質阻力和內部溫度梯度，導致曲線畸變；粒度宜細且均勻，粗顆粒會使分解反應移向高溫。

　　3.氣氛與氣流：氣氛對TG曲線影響顯著，如CaCO?在CO?氣氛中的分解溫度比在空氣中高出近600℃；氣流速度通常設為40ml/min，流速不足可能導致揮發物冷凝造成假失重。

　　4.坩堝材質：要求對樣品、中間產物及氣氛均為惰性，堿性樣品避免使用石英或陶瓷坩堝，以防高溫反應損壞器皿。

　　5.浮力效應：升溫使氣體密度下降導致浮力減小，使樣品表觀增重，可通過空白試驗（空載熱重實驗）進行校正。

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