差示掃描量熱儀(DSC)的功率補(bǔ)償式和熱流式在原理上存在差異,因此測(cè)試樣品時(shí)的注意事項(xiàng)既有共性要求,也有針對(duì)不同類型儀器的特殊要點(diǎn),具體如下:
樣品預(yù)處理
樣品需干燥、無(wú)雜質(zhì),避免水分或揮發(fā)性物質(zhì)在升溫過(guò)程中汽化,造成基線漂移、峰形異常,甚至損壞樣品池。
粉末樣品盡量研磨均勻,塊狀樣品切割成細(xì)小顆?;虮∑龃髠鳠崦娣e,減少熱阻,保證測(cè)試重復(fù)性。
避免樣品中含有腐蝕性、氧化性或爆炸性成分,防止腐蝕儀器部件或引發(fā)安全事故。
樣品量選擇
坩堝選擇與使用
根據(jù)樣品性質(zhì)選坩堝:常規(guī)樣品用鋁坩堝(耐溫 ≤600℃);高溫測(cè)試(>600℃)用氧化鋁坩堝;含氟、強(qiáng)酸強(qiáng)堿樣品用鉑金坩堝或石墨坩堝。
坩堝需清潔干燥,避免殘留污染物干擾測(cè)試;加蓋坩堝時(shí),若樣品無(wú)揮發(fā)性,可扎小孔平衡壓力,有揮發(fā)性則密封處理。
樣品與參比坩堝的質(zhì)量、材質(zhì)需一致,減少基線偏差。
測(cè)試條件設(shè)置
升溫速率:常規(guī)選 5–20℃/min,速率越快,峰形越尖銳但分辨率越低;速率越慢,分辨率越高但測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)。
氣氛選擇:惰性氣氛(氮?dú)?、氬氣)用于避免樣品氧化;空?/ 氧氣用于氧化反應(yīng)測(cè)試;真空環(huán)境用于易氧化樣品或提高靈敏度。
溫度范圍:需覆蓋樣品預(yù)期相變 / 反應(yīng)溫度,避免超出儀器或坩堝的耐溫上限。
儀器校準(zhǔn)與基線校正
功率補(bǔ)償式 DSC 通過(guò)實(shí)時(shí)補(bǔ)償樣品與參比的功率差來(lái)維持溫度一致,對(duì)樣品的熱響應(yīng)更敏感,需重點(diǎn)關(guān)注:
樣品的熱效應(yīng)強(qiáng)度不能過(guò)大,避免瞬間功率補(bǔ)償超出儀器負(fù)荷,導(dǎo)致信號(hào)飽和或儀器故障(如高放熱反應(yīng)樣品需減少用量)。
樣品與坩堝的接觸需緊密,減少接觸熱阻,否則會(huì)導(dǎo)致補(bǔ)償功率波動(dòng),基線噪聲增大。
不適用于熱導(dǎo)率極低的樣品(如多孔材料),這類樣品易出現(xiàn)溫度滯后,補(bǔ)償功率難以精準(zhǔn)匹配,測(cè)試誤差較大。
熱流式 DSC 通過(guò)測(cè)量樣品與參比的熱流差來(lái)記錄信號(hào),傳熱過(guò)程依賴熱流板,需重點(diǎn)關(guān)注:
樣品的熱導(dǎo)率影響測(cè)試結(jié)果,熱導(dǎo)率低的樣品需減小粒徑、增加樣品與坩堝底部的接觸面積,降低熱阻。
升溫速率對(duì)熱流信號(hào)的影響更顯著,速率過(guò)快易導(dǎo)致熱流滯后,峰溫偏移,建議對(duì)未知樣品先采用慢速率預(yù)測(cè)試。
避免樣品在測(cè)試過(guò)程中出現(xiàn)體積劇烈膨脹 / 收縮(如熔融發(fā)泡、分解產(chǎn)氣),否則會(huì)破壞樣品與坩堝的接觸,造成熱流信號(hào)突變。
樣品冷卻后再取出,高溫坩堝避免直接接觸冷臺(tái)面,防止炸裂。
及時(shí)清理樣品池和坩堝,殘留的反應(yīng)產(chǎn)物需用合適溶劑清洗,避免污染下次測(cè)試。
數(shù)據(jù)處理時(shí),需結(jié)合樣品特性選擇合適的峰面積積分方法,排除基線漂移干擾。