同步熱分析儀(STA)通過集成熱重分析(TG)與差示掃描量熱(DSC)技術,實現了材料熱行為中質量變化與熱效應的同步測量,其核心原理與優勢如下:
同步測量原理
STA將微量樣品置于可控氣氛的加熱爐中,按預設程序升溫、降溫或恒溫。熱重分析模塊通過高精度微天平(分辨率達0.01mg)實時監測樣品質量變化,捕捉揮發、分解、氧化等過程引起的質量損失或增重;差示掃描量熱模塊則利用熱流傳感器(分辨率0.1μW)檢測樣品與參比物間的熱流差異,精準捕捉相變(如熔融、結晶)、化學反應(如氧化、固化)中的吸熱或放熱現象。例如,在鋰離子電池材料研究中,STA可同步記錄電解質揮發(TG信號)與氧化放熱(DSC信號),為熱失控預警提供關鍵數據。
核心優勢
效率躍升:傳統方法需分兩次實驗分別獲取TG與DSC數據,耗時數小時且需雙倍樣品量;STA單次實驗即可同步完成,尤其適合批量樣品檢測,實驗時間節省50%以上。
數據關聯性:同步測量消除樣品均勻性、加熱速率、氣氛流量等差異對結果的影響,確保TG與DSC曲線的時間-溫度精準對應。例如,在藥物多晶型分析中,STA可同步記錄轉型溫度(DSC信號)與溶劑脫除(TG信號),避免單獨測試的數據誤差。
精度突破:微克級質量分辨率與毫瓦級熱流精度,可捕捉晶型轉變等微小熱效應。例如,在聚合物材料研究中,STA能精準定位玻璃化轉變溫度(Tg)與分解溫度(Td),為材料耐熱性設計提供數據支撐。
應用廣泛性:覆蓋室溫至1600℃寬溫區,支持空氣、氮氣等多種氣氛控制,適配粉末、薄膜、固體等不同形態樣品,廣泛應用于高分子材料、金屬合金、制藥、新能源等領域。