实验室分析仪器--影响热重分析结果的因素--仪器条件
由于温度的动态特性和天平的平衡特性，使得影响热重曲线（TG 曲线）的因素比较多，影响热重分析结果的因素主要有：升温速率、炉内气氛、试样用量、试样粒度、试样容器、浮力和对流、挥发物的冷凝、装填方式和预热时间等。以下就仪器条件的影响做简单介绍。
一、气体浮力的影响
热重分析样品支架所处介质空间的气体密度随着温度升高而降低。例如，室温下空气的密度为1.18kg/m3，而1000℃时仅为0.28kg/m3，因而气体的浮力随温度升高而减小，由于浮力减小，热重分析曲线上会表现出增重现象。尽管试样本身没有发生质量变化，但温度的改变造成气体浮力的变化，使得试样呈现出随温度的升高而质量在增加的现象通常称为表观增重。
在TGA测试中表观增重必须被修正，如果不进行修正在升温测试时每一个样品都会显示增重的过程。表观增重的修正方法为测试一条空白曲线。空白曲线要使用与样品测试相同的温度程序，但不包含样品，测试仅仅使用空坩埚，然后将样品测试曲线减去空白曲线。目前热分析仪器的空白曲线扣除功能都可以由仪器自动完成。
二、试样容器的影响
坩埚是热分析实验的试样容器，将样品和炉体或传感器分隔开。坩埚的物理性状会影响测试的结果。对于一般的热重分析实验，应尽量使用少量试样薄薄地摊在浅皿状坩埚中，是过程免受扩散控制。
坩埚种类多样，不同的坩埚适用的情况不同。
坩埚的种类主要有以下几种
（1）标准铝坩埚。根据需要可以完全密封（抑制因为汽化、挥发或升华导致的吸热峰），或者可以在盖子上钻孔以获得自生成气氛，或者完全自由交换的气氛
（2）轻铝坩埚。这种坩埚有最小的信号时间常数，尤其是在与氦气相结合的时候。它非常适合于将薄膜、片材或者粉末样品压在坩埚底部。坩埚与盖子之间的缝隙形成了自生成气氛然而如果在盖子上钻孔也可以获得自由交换的气氛
（3）氧化铝坩埚。这种坩埚非常适合于热重测试，它可以测试到1600℃。清洗后它们可以重复使用。这种坩埚有带孔的盖子可以防止样品沸腾溅出
（4）铜坩埚。这种坩埚没有盖子。它是用于测试铜作为催化剂时的样品氧化稳定性。通常铜坩埚用于聚烯烃的氧化诱导期（OI）测试
（5）金坩埚。金是化学稳定的但是价格昂贵。经过长时间储存，金坩埚表面会有一些沉淀，影响冷焊。为了解决这一问题，使用前可以将金坩埚加热到约500℃。需要注意的是金属样品可能与金坩埚形成低共熔合金，可能会熔穿坩埚，倖坩埚粘在传感器上损坏仪器。
（6）铂金坩埚。这种坩埚主要使用在测试温度超过600℃的情况下，通常用于TGA测试或者同步DSC测试，铂金坩埚可以测试到1600℃，需要注意的是金属样品可能与铂金坩埚形成低共熔合金，可能会熔穿坩埚，清洁后，铂金坩埚可以被重复使用
（7）由不锈钢制成的中压坩埚，在盖子内放一个O型圈，然后将样品装入坩埚。之后用压片机将盖子和坩埚密封，这种坩埚也可以开口使用，或者不使用O型圈时，坩埚内是自生成气氛
（8）由镀金钢制成的高压坩埚。将一个柱塞压到坩埚内，以便一个用于密封和爆破的隔膜可以轻轻地密封坩埚。然后用专用的密封压片机进行密封，这坩埚已经被证明在安全研究领域非常有价值
（9）可重复使用的压力坩埚（钢或镀金钢）。这种坩埚带螺纹，用合适的工具很容易密封。测试后，坩埚可以被打开、清洁，然后可以重复使用20次，但每一次要使用一个新的镀金的铜密封片
下面是选择坩埚的一些原则；
（1） 在绝大多数情况下，坩埚应该与样品之间不发生任何反应，但有时在某些特殊情况下希望坩埚材料对样品起催化作用，如使用铜坩埚进行氧化诱导期（Or）测试，铜起到催化的作用，会加速氧化反应的发生
（2）坩埚质量对峰的分辨能力有较大影响，坩埚质量越大分辨率越差，坩埚质量越小，分辨率越好。所以在可能的情况下，尽量使用质量较小的坩埚。图
（3）对于不含有挥发分的样品，通常使用盖子钻孔的坩埚，对于含有挥发分的样品，为了抑制挥发通常使用密封的坩埚，或者使用中压坩埚。如果希望测试挥发分，则使用盖子钻孔的坩埚
（4）高压坩埚通常用于含能材料成者火炸药样品的测试，但近些年来，在药物研发领域也经常使用高压坩埚，研究剧烈的化学反应
（5）TGA实验要尽量使用浅皿的坩埚，以利于热交换和产物向环境的扩散
（6）尽量选择热容小和热传导性好的坩埚，这会使坩埚内的温度梯度较小，热容和传导性会影响测试热效应的分辨率和灵敏度
（7）坩埚底部要比较平，这样才可以使坩埚与传感器之间的热传导较好，使传感器、坩埚与样品之间的温度梯度较小
（8）在测试的温度范围内。坩埚材料不能有任何物理转变。其熔点必须移高
（9）在整个测试的温度范围内始终保持固体，且不污染传感器的样品可以不使用坩埚进行测试，如4~5mm的金属圆片或陶瓷材料
对于热重分析坩埚的选择可以有以下的选择：
（1）三氧化二铝坩埚，在热重分析实验中是用的坩埚，它大多数样品比较稳定，不与样品发生反应，且在室温到1600℃范围内，三氧化二铝没有热效应，三氧化二铝坩埚的熔点超过1700℃，可以重复使用，但清洗过程复杂。
（2）铂金坩埚，铂金坩埚也是可重复使用的坩埚。铂金坩埚具有很好的导热性能。但需要注意的是铂有可能成为某些样品的催化剂，所以使用前要仔细分析。铂坩埚的熔点为1770℃，进行高温测试时，铂金坩埚可能与某些全属及化合物形成低共熔合金，坩埚的熔点降低，导致坩埚粘在传感器上，解决金属样品与铂金坩埚形成合金这一问题，可以通过在铂金坩埚底部加入一薄层α-氧化铝粉末，然后将金属样品放在a氧化铝粉末的上面。
（3）铝坩埚。铝坩埚在TGA实验中使用只能进行低温实验，最高温度不能超过600℃，因为铝坩埚的熔点为660℃，铝坩埚的热传导很好，坩埚壁及底部均较薄，所以测试的同步DSC信号会较好，而且铝坩埚可以很好地密封，所以对于希望用同步热分析仪测试DSC结果时，且测试的温度低于600℃，可以选择铝坩埚
（4）蓝宝石坩埚。蓝宝石坩埚的成分也为三氧化二铝，可重复使用。蓝宝石坩埚具有更强的稳定性和阻隔性，尤其适合于测试在高温下容易溶解和穿透普通氧化铝坩埚的高熔点金属。而普通陶瓷坩埚虽然成分也是三氧化二铝，但其具有多孔结构，容易使熔体透过，蓝宝石坩埚的熔点也超过1700℃
（5）如果样品发泡或者会从坩埚中溅出，要在坩埚上加带孔的盖。TGA测试期间，坩埚当然应该是开口的。但是在实际测试前将坩埚密封也是比较重要的，因为这样可以防止样品在测试前与空气接触，可以防止在实验前样品中的水分挥发，实验开始前可以将坩埚立即钻孔，再进行实验，这一过程在自动进样器上可以很好地完成。
通常情况下TGA实验使用的坩埚为70μL的氧化铝坩埚，但有时热重实验也需要使用其他特殊的坩埚。
三、温度的测定与标定
测温是所有的热分析的一个共同的问题。热电偶通常是不与试样直接接触，而置试样于坩埚的凹穴中，这样当升温时，不可避免地在试样周围要有温度分布，尤其是当使用导热性差的陶瓷坩埚时，则会产生更明显的温度滞后。反应时温度分布紊乱，误差会更严重。
