一文概述TGA熱重分析儀多氣氛適配與寬溫域覆蓋

一、產(chǎn)品概述  

杭州焦耳TGA熱重分析儀是杭州焦耳智能科技有限公司自主研發(fā)的國產(chǎn)熱分析設(shè)備。該公司擁有一支由多名C9高校畢業(yè)博士組成的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，已開發(fā)并量產(chǎn)絕熱加速量熱儀、差示掃描量熱儀、電池等溫量熱儀等多款精密儀器。焦耳TGA熱重分析儀分為標(biāo)準(zhǔn)型TGAPlanck和高溫型TGAPlanck+兩個型號，憑借高精度稱重技術(shù)、寬域控溫與智能化數(shù)據(jù)處理能力，在材料科學(xué)、化工、制藥、新能源等領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。  

二、工作原理與技術(shù)核心  

焦耳TGA熱重分析儀的核心原理基于熱重法，即在程序控溫環(huán)境下，通過高精度電磁補(bǔ)償式天平連續(xù)測量樣品質(zhì)量隨溫度或時(shí)間的動態(tài)變化，從而反推材料的物理化學(xué)變化。當(dāng)樣品在受熱過程中發(fā)生物理變化（如蒸發(fā)、升華）或化學(xué)變化（如分解、氧化還原）時(shí)，儀器能夠以高的精度捕捉到相應(yīng)的質(zhì)量波動。  

儀器本質(zhì)上是一臺帶有精密溫度控制系統(tǒng)的高靈敏度天平，其核心技術(shù)參數(shù)如下：  

溫度范圍：標(biāo)準(zhǔn)型TGAPlanck可達(dá)室溫至1000℃，高溫型TGAPlanck+可延伸至1200℃，滿足不同材料的高溫測試需求。  

溫度精度與準(zhǔn)確性：溫度精密度達(dá)0.1K，溫度準(zhǔn)確性控制在±1℃以內(nèi)。  

天平靈敏度：0.1μg（微克級），采用電磁補(bǔ)償式稱重傳感器，能夠檢測到極細(xì)微的質(zhì)量變化。  

稱重精確度：±0.01%，稱重準(zhǔn)確度為0.1μg，動態(tài)稱重范圍為5g。  

升溫與降溫速率：0.1~500℃/min，可靈活適配慢速反應(yīng)與快速分解等不同實(shí)驗(yàn)需求。  

氣氛控制系統(tǒng)：配置3路吹掃氣+1路保護(hù)氣，支持氮?dú)狻鍤猓ǘ栊裕?、空?氧氣（氧化性）、氫氣（還原性）等多種氣氛，流量可控0-300ml/min。  

數(shù)據(jù)采集頻率：10Hz高頻采樣，同步采集溫度-時(shí)間-質(zhì)量三維數(shù)據(jù)，生成TG曲線和DTG曲線。  

基線重復(fù)性與漂移：均為50μg。  

樣品量：通常為3-10mg粉末、顆?；蚣羲榈谋∧ぁ?nbsp; 
 

三、多氣氛適配與寬溫域覆蓋  

焦耳TGA熱重分析儀的一大突出優(yōu)勢在于其多氣氛適配能力。儀器配置了3路吹掃氣加1路保護(hù)氣的氣路系統(tǒng)，用戶可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求靈活切換不同氣氛環(huán)境——惰性氣氛（氮?dú)?、氬氣）適用于研究材料的熱分解行為；氧化性氣氛（空氣、氧氣）可用于分析材料的氧化穩(wěn)定性；還原性氣氛（氫氣）則適合研究金屬氧化物等材料的還原過程。這種多氣氛適配能力使儀器能夠覆蓋從惰性到活性、從氧化到還原的全場景材料檢測需求。  

在溫度覆蓋方面，TGAPlanck+可達(dá)1200℃的寬溫域，幾乎涵蓋了絕大多數(shù)工程材料和功能材料的熱行為研究區(qū)間。無論是聚合物在數(shù)百攝氏度的分解、還是陶瓷材料在高溫下的相變，焦耳TGA均能提供可靠的測試數(shù)據(jù)。  

四、應(yīng)用領(lǐng)域  

焦耳TGA熱重分析儀符合多項(xiàng)國家和國際分析標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛：  

石油化工：催化劑熱穩(wěn)定性評估、積炭量測定、油品組分分析等。  

能源與新能源：電池材料的熱穩(wěn)定性與分解機(jī)理研究、燃料電池材料評估等。  

制藥與生物制藥：藥物熱穩(wěn)定性、水分含量、輔料相容性分析等。  

航空航天：耐高溫復(fù)合材料、輕質(zhì)合金材料的熱性能測試。  

鋼鐵與建材：金屬材料的氧化行為、水泥等建筑材料的熱分解研究。  

電子/電氣：印制電路板、封裝材料、絕緣材料的熱穩(wěn)定性評估。  

汽車制造：車用高分子材料、橡膠密封件、制動材料的熱性能分析。  

食品：食品成分熱分解特性、油脂氧化穩(wěn)定性等。  

此外，焦耳TGA還可與傅立葉紅外光譜儀（FTIR）和氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（GCMS）進(jìn)行聯(lián)用分析，用于電池材料、聚合物、生物材料等分解過程中逸出或分解產(chǎn)物的定性、定量分析。  

五、安裝與操作要點(diǎn)  

焦耳TGA本質(zhì)上是一臺帶有精密溫度控制系統(tǒng)的高靈敏度天平，任何微小的振動、氣流擾動或溫度波動都可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)失真。因此，安裝過程必須嚴(yán)格遵循規(guī)范：  

選址與環(huán)境：儀器應(yīng)放置在堅(jiān)固、水平且無振動的實(shí)驗(yàn)臺上，最好配備專用防震臺。環(huán)境溫度需保持恒定，建議在20℃-25℃之間，波動不超過±2℃/小時(shí)。相對濕度控制在45%-65%之間。  

氣路與電源：使用高純氣體（純度≥99.999%），加裝減壓閥和氣體凈化裝置。通電前確認(rèn)電源電壓與儀器銘牌一致并保證接地良好。  

調(diào)平與組裝：利用底部調(diào)節(jié)腳和水平儀精細(xì)調(diào)平，這是安裝中最關(guān)鍵的一步——天平橫梁的垂直度直接決定稱量準(zhǔn)確性。  

預(yù)熱與校準(zhǔn)：開機(jī)預(yù)熱至少30分鐘至數(shù)小時(shí)，使電子元件和爐體達(dá)到熱平衡。隨后依次進(jìn)行質(zhì)量校準(zhǔn)（使用標(biāo)準(zhǔn)砝碼驗(yàn)證天平線性與準(zhǔn)確性）、溫度校準(zhǔn)（利用高純度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的熔點(diǎn)或居里點(diǎn)修正溫度誤差）、基線測試（空載運(yùn)行確認(rèn)基線平穩(wěn)無漂移）。