实验室分析仪器--热分析仪的演变与发展
热分析技术已经应用了一个多世纪,热分析仪器也经过了很多年的发展,知道现在热分析仪器已经十分普遍,性能优越,已经广泛用于生产生活与科学研究。
1887年法国的 Le Chatelier使用了热电偶测量温度的方法,对试样进行升温或降温来研究鞍土类矿物的热性能,获得了一系列黏土样品的升、降温曲线,根据这些曲线去鉴定一些矿物样品。此外,他使用了高纯度物质(如水、硫、硒金等)作为标准物质来标定温度,为了提高仪器的灵敏度,以便观察黏土在某特定温度时的吸热或放热现象,他采用了分别测量试样温度与参比物温度之差的差示法读得数据,第一次发表了最原始的差热曲线,为此,人们认为他是差热分析技术的创始人。
1899年,英国人 Roberts-Austen改进了Le Chatelier差温测量时的差示法他把试样与参比物放在同一炉中升温或降温,并采用两对热电偶反向串联,分别将热电偶插入试样和参比物中测量,提高了仪器的灵敏度和重复性。
另一种重要的热分析方法是热重法,热重法使用的仪器是热天平。1915年日本的本多光太郎发明了第一台热天平
由于当时的差热分析仪和热天平是极为粗糙的,重复性差,灵敏度低,分辨力也不高,因面很难推广。所以,在很长一段时间内进展缓慢。第二次世界大战后,由于仪器自动化程度的提高,热分析方法的普及。在20世纪40年代末,美国的 Leeds和 Northrup公司开始制作了商品化电子管式的差热分析仅,此后也出现了商品化的热天平。虽然如此,初期的热分析仪器体积庞大,价格昂贵,试样量大
在1955年以前,人们进行差热分析实验时,都是把热电偶直接插到试样和参比物中测量温度和差热信号的,这样容易使热电偶被试样或试样分解出来的气体所污染、老化。1955年 Boersma针对这种方法的缺陷提出了改进办法,即坩埚里面放试样或参比物,而坩埚的底壁与热电偶接触,目前的商品化差热分析仪都采用了这种办法
1953年, Teitelbaum发明了逸气检测法,即对试样在加热时放出的气体进行检测。
1959年,R.E.Gim发明了逸气分析法,即对试样在加热时放出的气体进行定性和定量的分析。
1962年, Gillan发明了扭辫分析法,主要用于测量高分子材料的模量和内耗等参数随温度的变化曲线。
1963年, Waston和O'Nel1等发明了差示扫描量热法,以后,国际热分析协会称它为功率补偿式差示扫描量热法。根据这个方法生产出来的仪器称为功率补偿式差示扫描量热仪。
20世纪70年代末,美国 Perkin-Elmer公司制成商品化的专用于热分析仪器方面的微处理机温度控制器,接着日本理学电机、第二精工舍、岛津、瑞士Mettler、美国 Du-Pont、法国 Setaram,德国 Netzsch等公司相继制成了类似的产品,在20世纪80年代初各公司先后又把微型计算机用于热分析方面的数据处理,并制成商品化的热分析数据台。
