微機熱天平是一種科學(xué)儀器，用于測量物質(zhì)在程序控溫條件下重量與溫度或時間的關(guān)系。它主要由天平、加熱爐、程序控溫系統(tǒng)、以及記錄系統(tǒng)組成。這種設(shè)備在測定材料的相變反應(yīng)熱、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、質(zhì)量變化等方面有著廣泛的應(yīng)用，是材料科學(xué)和分析化學(xué)中不可少的分析工具。具體介紹如下：
1.設(shè)備構(gòu)成：
-微機熱天平的天平部分具有高精度，可以準(zhǔn)確測量樣品的質(zhì)量變化。
-加熱爐為樣品提供均勻且可控的溫度環(huán)境，保證實驗的準(zhǔn)確性。
-程序控溫系統(tǒng)能準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)和控制加熱爐的溫度，實現(xiàn)不同測試需求的溫度曲線。
-記錄系統(tǒng)負(fù)責(zé)記錄實驗數(shù)據(jù)，包括溫度、時間以及相應(yīng)的質(zhì)量變化。
2.工作原理：
-通過導(dǎo)熱機制，加熱爐能夠?qū)崃烤鶆騻鬟f給樣品，從而引發(fā)樣品的熱反應(yīng)。
-質(zhì)量變化的測量是通過精密的稱重系統(tǒng)實現(xiàn)的，可以捕捉到微小的質(zhì)量變化。
-溫度控制確保了實驗過程中樣品所處環(huán)境的溫度按需調(diào)節(jié)，并可按照預(yù)設(shè)程序改變。
-數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)實時記錄樣品的質(zhì)量與溫度變化，為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析提供依據(jù)。
3.應(yīng)用領(lǐng)域：
-測定材料相變反應(yīng)熱，如金屬合金的固液相變、聚合物的熔化等。
-確定玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，這一參數(shù)對研究聚合物材料的結(jié)構(gòu)和性能至關(guān)重要。
-通過測量物質(zhì)在加熱過程中質(zhì)量的變化，來研究其裂解動力學(xué)，這在塑料和橡膠工業(yè)中尤為常見。
-評估材料在加熱過程中的氧化穩(wěn)定性，對于提高材料的使用性能和壽命具有重要意義。
4.實驗操作：
-進(jìn)行已知熱焓的樣品試驗，通過測得的SC或SD值設(shè)定儀器常數(shù)，確保測量的準(zhǔn)確性。
-設(shè)置程序控溫系統(tǒng)，根據(jù)實驗需求編制溫度程序，以實現(xiàn)復(fù)雜升溫或降溫過程的控制。
-準(zhǔn)確放置樣品，保證樣品與加熱爐之間的良好接觸，以便準(zhǔn)確傳遞熱量。
5.結(jié)果分析：
-分析熱重曲線，通過曲線上的特定點(如拐點、峰值)來確定樣品的熱性質(zhì)變化。
-利用差熱分析原理，通過比較樣品與參比物的溫度差異，來識別樣品在加熱過程中發(fā)生的熱事件。
-結(jié)合實驗數(shù)據(jù)，計算樣品的定量熱焓，進(jìn)一步了解材料的熱力學(xué)性能。
總之，微機熱天平是一種復(fù)雜的儀器，它整合了精密稱重、溫度控制和數(shù)據(jù)采集等多種技術(shù)，為科學(xué)研究提供了一種強有力的實驗手段。通過準(zhǔn)確的程序控溫和實時的數(shù)據(jù)記錄，研究人員可以詳細(xì)地了解材料在加熱或冷卻過程中的物理和化學(xué)變化，這對于新材料的研發(fā)、材料性能的評價以及質(zhì)量控制等領(lǐng)域都是不可少的。
