差熱分析儀是一種在程序控制溫度下，測量物質(zhì)與參比物之間溫度差與溫度函數(shù)關(guān)系的熱分析儀器，廣泛應用于材料科學、化學工程、地質(zhì)勘探、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域。其核心原理：將待測試樣與熱惰性參比物（如α-Al?O?）置于同一加熱環(huán)境中，按預設程序升溫或降溫。當試樣發(fā)生物理或化學變化（如相變、熔融、分解、氧化還原等）時，會伴隨吸熱或放熱效應，導致試樣溫度與參比物產(chǎn)生差異。熱電偶實時檢測這一溫差（ΔT），并將其轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)放大后由記錄儀繪制成差熱曲線（ΔT-T曲線）。曲線中的峰谷位置對應反應溫度，峰面積反映反應熱，峰方向（上凸或下凹）指示吸熱或放熱過程。

　　差熱分析儀主要由以下幾個核心部分組成：

　　1、溫度程序控制系統(tǒng)

　　功能：這是儀器的“大腦”，負責按照預設的速率（如10°C/min）精確地控制爐體的溫度變化。

　　組成：

　　溫控儀/控制器：設定溫度程序（起始溫度、終止溫度、升溫/降溫速率、恒溫時間等）。

　　程序控溫單元：根據(jù)設定的程序，發(fā)出指令控制加熱器工作。

　　測溫元件：通常是熱電偶，用于實時監(jiān)測爐膛內(nèi)的實際溫度，并將信號反饋給控制器，形成閉環(huán)控制，確保溫度的精確性和穩(wěn)定性。

　　2、加熱爐系統(tǒng)

　　功能：為樣品和參比物提供一個均勻、可控的加熱環(huán)境。

　　組成：

　　加熱爐體：由耐高溫材料（如氧化鋁、石英）制成的爐膛，內(nèi)部有加熱元件（如電阻絲、硅碳棒）。

　　均熱塊/爐芯：通常是一塊導熱性能良好的金屬（如鉑、金）或陶瓷塊，放置在爐膛中心，樣品和參比坩堝就放置在其上的樣品孔中，以確保樣品和參比物處于相同的、均勻的溫度環(huán)境中。

　　保溫材料：包裹在爐體外部，減少熱量散失，提高控溫精度和能源效率。

　　3、測量系統(tǒng)（核心部件）

　　功能：實時、精確地測量樣品與參比物之間的溫度差（ΔT）。

　　組成：

　　樣品坩堝與參比坩堝：兩個材質(zhì)、形狀、大小完q相同的惰性容器（常用氧化鋁、石英、鉑金等），分別盛放待測樣品和參比物（通常是熱惰性物質(zhì)，如α-Al?O?）。

　　測溫熱電偶：這是最關(guān)鍵的部件。通常使用一對反向串聯(lián)的熱電偶（如鉑-鉑銠熱電偶）。一個熱電偶的熱端接觸樣品坩堝，另一個接觸參比坩堝。當樣品發(fā)生熱效應時，樣品與參比物之間產(chǎn)生溫度差，熱電偶就會產(chǎn)生一個與該溫差成正比的微小電壓信號（μV級）。

　　信號放大器：由于熱電偶產(chǎn)生的信號非常微弱，需要高精度的放大器進行放大，以便后續(xù)處理。

　　4、信號記錄與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

　　功能：接收、記錄、處理和顯示測量到的溫度差信號以及爐溫信號。

　　組成：

　　記錄儀/數(shù)據(jù)采集卡：早期使用筆式記錄儀，現(xiàn)代儀器普遍采用計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

　　計算機與軟件：運行專用的熱分析軟件，負責：

　　實時采集和顯示ΔT-溫度（或時間）曲線（即DTA曲線）。

　　控制整個實驗過程（溫度程序）。

　　對數(shù)據(jù)進行處理，如基線校正、峰面積計算、峰值溫度標定等。

　　存儲實驗數(shù)據(jù)和生成報告。

　　5、氣氛控制系統(tǒng)（可選但重要）

　　功能：為樣品提供特定的測試環(huán)境，如惰性氣氛（N?、Ar）、氧化氣氛（O?）、還原氣氛（H?）或真空，以防止樣品氧化、控制反應條件或模擬實際應用環(huán)境。

　　組成：

　　氣源：提供所需氣體的鋼瓶。

　　氣體流量計和調(diào)節(jié)閥：精確控制通入爐膛的氣體流量和壓力。

　　進氣口和出氣口：連接爐體，實現(xiàn)氣氛的置換和流通。