差热分析仪(DTA)是一种在程序控温条件下,通过测量物质与参比物之间的温度差随温度或时间变化,研究物质热性质变化的重要仪器。其核心原理基于物质在受热或冷却过程中,当发生物理或化学变化(如相变、分解、化合、脱水、蒸发等)时,会伴随吸热或放热效应,导致样品温度与参比物温度产生差异。这种温差通过热电偶检测并转换为电信号,经放大后记录为差热曲线(ΔT-T曲线),从而反映物质的热特性。
差热分析仪主要由加热系统、温度控制系统、差热系统、信号放大系统和记录系统构成。加热系统提供稳定的温度环境,支持升温速率在0.1-100℃/min范围内调节;差热系统是核心部分,包括样品室、试样坩埚和热电偶,热电偶作为关键元件,兼具测温与信号传输功能;信号放大系统将微弱的温差电动势放大,确保记录准确性;记录系统则通过微机或专业软件实现数据自动采集与分析。
一、日常维护(每次使用前后)
1.样品与坩埚管理
使用洁净、干燥、惰性材质的坩埚(常用Al₂O₃、刚玉、石英),避免引入杂质或发生反应。
样品量适中(通常10–30 mg),过多会导致热传导不均、峰形展宽。
严禁测试易爆、强腐蚀性(如含氟、氯化合物)、高挥发性有毒样品,除非配备专用密封系统和尾气处理装置。
2.炉膛清洁
每次实验后待炉温完q冷却至室温(<50°C)再打开炉盖。
用软毛刷或洗耳球清除炉内粉尘;若有样品溅出或碳化残留,可用无水乙醇浸润的无绒布轻轻擦拭。
禁止使用金属工具刮擦炉膛或热电偶,以免损伤加热元件或测温传感器。
3.热电偶保护
DTA的核心是样品与参比端的热电偶对,务必避免:
样品直接接触热电偶;
高温骤冷导致热电偶脆裂;
腐蚀性气体侵蚀热电偶丝(如K型热电偶怕硫)。
二、定期维护(每周/每月)
1.基线校正与温度校准
空白基线测试:在相同实验条件下(空坩埚vs空参比坩埚)运行一次程序升温,检查基线是否平稳。
温度校准:使用标准物质(如:
纯铟In(熔点156.6°C)
纯锡Sn(231.9°C)
纯锌Zn(419.5°C)
α-石英转变点(573°C)
)验证温度准确性,偏差应≤±1°C。
建议频率:每月至少一次,或更换炉体部件后必须校准。
2.气体系统维护
检查保护气(N₂、Ar)和反应气(空气、O₂)管路是否泄漏。
定期更换气体过滤器(除水、除油),防止水分进入炉体造成热电偶氧化或基线漂移。
确保气体流量稳定(通常20–50 mL/min),使用前用皂膜流量计校验。
3.机械部件检查
检查炉盖升降机构是否顺畅,密封圈是否老化。
清理样品支架导轨灰尘,确保样品杆垂直插入到位。
三、季度/年度深度保养
1.炉体内部专业清洁
由专业工程师拆卸炉体,彻d清除长期积累的氧化物、盐类或碳沉积。
检查加热丝(通常为铂铑合金或硅碳棒)是否有断裂、变形。
2.热电偶性能检测
测量热电偶电阻值,判断是否老化。
若温差信号灵敏度下降或噪声增大,可能需更换热电偶组件。
3.密封圈与绝缘材料更换
炉体、气体接口、样品仓的高温密封圈(如石墨、陶瓷纤维)易老化失效,每年检查并更换。
检查炉内隔热层是否破损,防止热量散失影响控温精度。
4.软件与数据系统维护
备份实验方法、校准参数和历史数据。
更新控制软件(如有新版本),修复已知bug。
