热重分析仪(TGA)分析测试及应用
热重分析仪（Thermo Gravimetric Analyzer）是一种利用热重法检测物质温度-质量变
化关系的仪器。热重法是在程序控温下，测量物质的质量随温度（或时间）的变化关系。
分析方法
当被测物质在加热过程中有升华、汽化、分解出气体或失去结晶水时，被测的物质质量就会
发生变化。这时热重曲线就不是直线而是有所下降。通过分析热重曲线，就可以知道被测物
质在多少度时产生变化，并且根据失重量，可以计算失去了多少物质，（如 CuSO4·5H2O
中的结晶水）。从热重曲线上我们就可以知道 CuSO4·5H2O 中的 5 个结晶水是分三步脱去
的。通过 TGA 实验有助于研究晶体性质的变化，如熔化、蒸发、升华和吸附等物质的物理
现象；也有助于研究物质的脱水、解离、氧化、还原等物质的化学现象。热重分析通常可分
为两类：动态(升温)和静态(恒温)。 热重法试验得到的曲线称为热重曲线(TG 曲线)，TG
曲线以质量作纵坐标，从上向下表示质量减少；以温度(或时间)作横坐标，自左至右表示温
度(或时间)增加。
工作原理
热重分析仪主要由天平、炉子、程序控温系统、记录系统等几个部分构成。
最常用的测量的原理有两种，即变位法和零位法。所谓变位法，是根据天平梁倾斜度与质量
变化成比例的关系，用差动变压器等检知倾斜度，并自动记录。零位法是采用差动变压器法、
光学法测定天平梁的倾斜度，然后去调整安装在天平系统和磁场中线圈的电流，使线圈转动
恢复天平梁的倾斜，即所谓零位法。由于线圈转动所施加的力与质量变化成比例，这个力又
与线圈中的电流成比例，因此只需测量并记录电流的变化，便可得到质量变化的曲线。
分析应用
热重法的重要特点是定量性强，能准确地测量物质的质量变化及变化的速率，可以说，只要
物质受热时发生重量的变化，就可以用热重法来研究其变化过程。热重法所测的性质包括腐
蚀，高温分解，吸附 /解吸附，溶剂的损耗，氧化 /还原反应，水合 /脱水，分解，黑烟末
等，目前广泛应用于塑料、橡胶、涂料、药品、催化剂、无机材料、金属材料与复合材料等
各领域的研究开发、工艺优化与质量监控。
具体包括：
无机物、有机物及聚合物的热分解； 金属在高温下受各种气体的腐蚀过程； 固态反应； 矿
物的煅烧和冶炼； 液体的蒸馏和汽化； 煤、石油和木材的热解过程； 含湿量、挥发物及
灰分含量的测定； 升华过程； 脱水和吸湿； 爆炸材料的研究； 反应动力学的研究； 发
现新化合物； 吸附和解吸； 催化活度的测定； 表面积的测定； 氧化稳定性和还原稳定性
的研究； 反应机制的研究。
