DSC差示扫描量热法的应用有哪些?

发布于 2015-08-12 21:06

DSC差示扫描量热仪的应用领域

示差扫描量热法 (DSC, Differential Scanning Calorimetry) 被广泛使用于许多应用中,无论是作为一般品质测试,或是作为一种研究工具,它都是一种有效的方法。DSC是一种快速可靠的热分析方法,适用于许多场合的应用,可协助科学家或研发人员完成许多其他仪器所作不到的研究与测试。以下列举一些常见的DSC测试应用:

氧化稳定性

使用示差扫描量热法研究样品的氧化稳定性,通常需要放置于气密样品室中,给定一个恒温并与外界温度隔绝。通常是将样品室填充惰性气体(一般是氮气),加温至待测温度,然后施以氧化气体。过程中,任何细微的氧化反应变化,都可以透过 DSC 观察。DSC 可以用于分析材料化合物的稳定性,以及他们的最佳存储条件。

安全筛选

DSC当作初步的安全筛选工具。在这类应用中,可将样品放置于不会反应、且能承受高压 (100 bar) 的坩埚中 (通常是纯金,或者是镀金钢),藉此可以观察样品对热的稳定性。但由于在这样的设置下,灵敏度会比一般的设置差(因为厚重的坩埚,通常升温速度是每分钟 2-3 °C)。加上活化能是未知的,必须从开始观测放热时的温度,扣除约75-100 °C之后,才能决定材料的最高建议温度。否则,可使用绝热量热仪,以获得更精准的数据,然而这样的测试,可能需要花2到3天的时间,让温度以每半小时3℃的速度递增。

陶瓷材料应用

对于研制新型的陶瓷材料以及制造过程中条件的控制,DSC 可用在陶瓷材料相变温度相图的测定,可提供极为有用的资料。例如BaO-TiO2-Al2O3-SiO2玻璃陶瓷材料的DSC 曲线,可发现该材料在铁电结晶放热峰和熔融峰之间另有一个结晶相,利用DSC 可证明这种结晶相是这类玻璃陶瓷材料的最佳状态。

金属材料应用

DSC在金属应用上,它可以测试金属和合金的熔融结晶玻璃化转变二次相变以及比热值等重要的物理化学性能,同时还可以测试腐蚀氧化还原磁性变化以及热稳定性等。

储氢材料应用

储氢材料一般可分为金属氢化物(Metal Hydride)、化学氢化物(Chemical Hydride)与吸附型储氢材料(Sorbents)。吸附型储氢材料在近几年已被广泛应用在氢气储存的研究上,其中最常见的就是金属有机骨架化合物(MOF)。MOF 因具有纯度高、结晶度高、成本低、能够大批量生产和结构可控等优点,在气体存储尤其是氢的存储方面展示出广阔的应用前景。DSC在此类的应用中主要可以量测各式MOF 储氢材料与氢气作用下的吸附热(Heat of Adsorption)。

Setaram 的高温 DSC 差示扫描量热仪,能够提供非常好的性能,是最适合这类研究的仪器。