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[交流] DSC有关的几个问题

兄弟是新手，第一次发贴，将我收集的几个DSC问题讨论与大家分享一下，希望大家鼓励！
DSC有关问题

1、DSC为什么相转变会是个峰，而不是相转变的热过程（比如高聚物Tg）是个台阶？
相变分一级相变、二级相变等多种，一级相变（如熔融、结晶、金属与合金中的多数固态转变等）伴随相变潜热的吸收或释放，在DSC上体现为吸热或放热峰；二级相变（如居里点转变等）伴随着样品比热容的变化，在DSC上体现为台阶。聚合物的玻璃化转变是否应归为二级相变倒不清楚（没看到过这种提法），但与二级相变相似的是由于从玻璃态向高弹态转变过程中伴随着比热的增大，在DSC上即体现为一个台阶。
相变包括物质三态的变化以及固态相变。相变是金属材料学研究的一个重要方面。如金属和合金的结晶、金属的同素异构转变、合金的有序化转变等等。根据相变的热力学函数的变化相变可以分为：发生相变时，平衡两相的化学位相等但是化学位的一级偏微分（一级导数）不相等的称为一级相变。因此在一级相变时熵和体积有不连续的变化，即相变时有相变潜热，并体积改变。单元系的凝固、熔化、凝聚及升华，固态相变中的同素异构转变属于一级相变。二级相变时无相变潜热，没有体积的不连续变化。只有两相热容量的不连续变化，以及压缩系数和膨胀系数的改变。金属的磁性转变、部分合金的无序—有序相变、超导态等属于二级相变。
总结一下，DSC测量的原理就是热容的变化对温度的函数，相变属于一级相变，所以是个峰，而Tg是二级相变，有热容的突变，表现出来就是一个台阶。

2、怎样根据DSC曲线判断样品的结构变化,比如有一个吸热峰?
具体问题需要具体对待，出现吸热峰只能说明样品发生了吸热变化，具体发生了什么变化，需要根据实际情况分析才知道。DSC的主要参数就是热焓变化、变化速率以及发生变化的温度点。

3、DSC怎么看？
DSC作为一种多用途；高效、快速、灵敏的分析测试手段已广泛用于研究物质的物理变化(如玻璃化变、熔融、结晶、晶型转变、升华、汽化、吸附等)和化学变化(如分解、降解、聚合、交联、氧化还原等)。这些变化是物质在加热或冷却过程中发生的，它在DSC曲线上表现为吸热或放热的峰或基线的不连续偏移。对于物质的这些DSC表征，尽管多年来通过热分析专家的解析积累了不少资料，也出版了一些热谱(如SADTLER热谱等)．但热谱学的发展尚不够成熟，不可能象红外光谱那样将图谱的解析工作大部分变为图谱的查对工作，尤其是高聚物对热历史十分敏感，同一原始材料，由于加工成型条件不同往往有不同的DSC曲线，这就结DSC曲线的解析带来了较大的困难。
解析DSC曲线决不只是一个技术问题，有时还是一个困难的研究课题。因为解析DSC曲线所涉及的技术面和知识面较广。为了确定材料转变峰的性质，不但要利用DSC以外的其他热分析手段，如DSC-TGA联用，还要借助其他类型的手段，如DSC-GC联用，DSC与显微镜联用，红外光谱及升降温原位红外光谱技术等。这就要求解析工作者不但要通晓热分析技术，还要对其他技术有相应的了解，在此基础上结合研究工作不断实践积累经验，提高解析技巧和水平。
从dsc一般可以得出以下信息：
1.峰温（可以是熔点，相变点以及其他类型的热性能突变点）
2.热焓，热容，结晶度，固化度，（通过积分，微分求得），通过对得出的数据进行处理可以得出反应动力学方程
3.热历史，以及对热的反应，包括氧化诱导，自催化分解等等，甚至可以通过比较某种特定物质对另一物质的稳定性等等

4、请教dsc峰不对称是什么原因造成的?
一般说来影响DSC分析的几个主要因素：样品量、升温速度、气氛都会对峰形产生影响的，仅拿升温速度来说：随着升温速度的增加，一般峰的起始温度变化不大，而峰顶和峰结束温度提高，峰形变宽，这样就会导致峰形的不对称或规整了。
DSC曲线峰左侧受热阻因素影响，峰右侧受时间常数因素影响，即使再理想的峰也不太可能完全对称。就以In的熔融来说，本来应该是完全对称的（或者说就是熔点上的一条垂直线），但实际仪器测到的都是一个有一定峰宽的峰（当然具体宽些窄些各种不同仪器测出来有些差别），左侧一般呈斜的直线上升（参比端与样品端温差逐渐拉大），右侧呈弧线下降（热效应结束后参比端与样品端逐渐恢复热平衡所造成的“信号残留”或“曳尾”现象），并不对称。没办法，按DSC国际标准温度坐标是参比端的温度，而不是真正的样品温度。上述现象都是由这一原因所造成。当然DSC横坐标选参比温度自有其道理，因为样品端温度在测试过程中受样品热效应影响并不能保证线性和稳定，不适合用来作为横坐标，否则DSC曲线上可能会出现一些沿温度横轴方向的折线和种种怪异之处。如果要使横坐标转变为真正的样品温度，需要使用专门的软件进行校正。当然在大多数情况下并无该必要。

[ Last edited by terry-adam on 2006-11-14 at 15:11 ]

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