熱分析簡明教程（簡體書）

《中國科學院大學研究生教材系列:熱分析簡明教程》可作為熱分析及相關專業師生（研究生、大學生）的教學用書，也可作為熱分析工作者和以熱分析為測試手段的科技人員的參考書。

前言
第1章緒論
1.1百年熱分析
1.2熱分析的學會活動（近50年國內熱分析的發展概況）
1.3熱分析的主要學術刊物與著作
1.4熱分析實施方案的制訂
第2章熱分析術語
2.1國家標準《熱分析術語》制定與修訂過程
2.2熱分析術語的演變
2.3熱分析的總定義
2.4各種熱分析方法及其定義
2.4.1熱分析方法的分類
2.4.2熱分析方法的定義與測得的曲線
2.5熱分析儀器及其相關術語
2.5.1熱重分析儀
2.5.2差熱分析儀
2.5.3差示掃描量熱儀
2.5.4絕熱量熱儀
2.5.5交流量熱儀
2.5.6熱機械分析儀
2.5.7熱膨脹儀
2.5.8動態熱機械分析儀
2.6與熱分析實驗有關的術語：
2.6.1熱分析被測對象的名稱
2.6.2試樣與參比物
2.6.3坩堝
2.6.4試樣支持器
2.6.5參比物支持器
2.6.6試樣－參比物支持器組件
2.6.7均溫塊
2.6.8狀態調節
2.6.9校準
2.6.10熱分析實驗數據的質量標志
2.7熱分析數據表達與應用涉及的術語
2.7.1熱分析曲線
2.7.2熱分析曲線、峰、吸放熱效應及其各特征點
2.7.3有關相的概念與定義
2.7.4典型應用
2.7.5熱分析動力學
參考文獻
第3章熱分析儀器的基本原理與結構
3.1差示掃描量熱儀（DSC）
3.1.1引言
3.1.2差熱分析儀
3.1.3熱通量式差示掃描量熱儀
3.1.4功率補償式差示掃描量熱儀
3.1.5典型的差示掃描量熱法測量曲線
3.1.6 DSC儀器性能評價的重要參數
3.1.7差示掃描量熱儀的擴展
3.1.8溫度調制式差示掃描量熱法
3.2動態熱機械分析儀
3.2.1引言
3.2.2動態熱機械分析儀的結構設計
3.2.3動態力學性能的測量
3.2.4典型的DMA測量曲線
3.3熱機械分析儀
3.3.1引言
3.3.2熱機械分析儀的結構
3.3.3熱機械分析儀的測量模式
3.3.4典型的TMA測量曲線
3.4熱重分析儀
3.4.1引言
3.4.2熱重分析儀的結構
3.4.3熱重分析儀的測量
3.4.4典型的熱重測量曲線
3.5聯用技術
3.5.1引言
3.5.2質譜分析法簡介
3.5.3紅外光譜分析法簡介
3.5.4熱重分析儀與氣氛分析儀的連接
3.5.5 TGA／MS和TCA／FTIR聯用儀應用舉例
參考文獻
第4章熱分析測量結果的影響因素
4.1溫度程序的影響
4.1.1溫度范圍的選擇
4.1.2升溫速率
4.2試樣量與粒度
4.3試樣容器
4.3.1選擇坩堝的原則
4.3.2坩堝的種類
4.3.3 DSC坩堝的選擇
4.3.4 TGA實驗坩堝的選擇
4.4裝樣
4.4.1 DSC實驗的裝樣要求
4.4.2 TMA實驗的裝樣要求
4.5樣品的前處理
4.6氣氛的影響
4.6.1熱分析使用的氣體種類
4.6.2熱分析實驗使用氣氛的基本原則
4.6.3樣品周圍的氣體交換
4.6.4 DSC測試中的吹掃氣體
4.7氣體浮力的影響
參考文獻
第5章熱分析實驗方法的標準與規范
5.1差示掃描量熱法（儀）的標準與規范
5.1.1差示掃描法量熱法通則
5.1.2玻璃化轉變溫度的DSC測定法
5?1.3熔融和結晶溫度與熔融和結晶熱的DSC測定法
5.1.4比熱容的DSC測定法
5.1.5特定反應曲線溫度、時間、反應熱與反應程度
5.1.6氧化誘導期的DSC測定法
5.1.7結晶動力學的DSC測量法
5.2熱重法的標準
5.2.1熱重法通則
5.2.2動力學參數的TG測定法
5.3熱機械分析的標準
5.3.1熱機械分析通則
5.3.2線膨脹系數和玻璃化轉變溫度的測定
5.3.3針入溫度的測定
5.4動態力學性能的標準
參考文獻
第6章熱分析應用示例
6.1物質受熱過程變化的物理－化學歸屬
6.2物質受熱過程發生的物理轉變
6.2.1玻璃化轉變
6.2.2結晶與熔融
6.2.3多晶型‘
6.3物質受熱過程發生的化學變化
6.3.1幾種芳香四羧基酯化物銨鹽的酰胺化與酰亞胺化
6.3.2端乙炔基苯砜和端乙炔基苯酮的熱聚合和熱穩定性
6.3.3熱固性樹脂固化反應的熱分析表征
6.3.4橡膠硫化反應的熱分析測量
6.4物質特性參數的熱分析測定
6.4.1化學物質的純度測定
6.4.2二元相圖
6.5成分分析
6.5.1物質組成的熱重分析
6.5.2物質成分和裂解產物的聯用技術分析
參考文獻

1.物質結晶與熔融的基本知識
原子、離子或分子按一定的空間次序排列而形成的固體稱為晶體。物質從液態（溶液或熔融狀態）形成晶體的過程稱為結晶，物質結晶時的溫度稱為結晶溫度，結晶時放出熱量，但溫度保持不變，直至結晶結束。結晶物質從固態變成液態的過程稱為熔融，熔融后所形成的液體狀態稱為熔融狀態。晶體都有一定的熔融溫度，稱為熔點。例如，水的熔點為0℃；熔融時需要從外界吸收熱量，而溫度保持不變，直至熔融結束。
非結晶的固體稱為非晶態物質，非晶態物質自然不會熔融。有些固體物質在加熱時，不經過熔融為液態的過程，直接成為氣態物質，稱為升華，如碘。
聚合物固體或為部分結晶（如聚乙烯和聚丙烯）、或呈完全非晶狀態（如聚苯乙烯）。只有規整的大分子能夠結晶，并且與金屬和鹽等低分子物不同，聚合物由于分子鏈很長，結晶時只能部分進入微晶結構，非晶區同時存在于微晶之間。結晶聚合物通常可稱為半結晶聚合物，在到達結晶熔融溫度前是堅硬的，如聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）。晶態物質的百分數（稱為結晶度）取決于聚合物分子的規整度和結晶發生時的條件。添加成核劑或結晶抑制劑會影響最終的結晶度。硬度和強度隨結晶度的增大而增大。
聚合物中的微晶在熔融時破壞，但通常在冷卻時重新形成。聚合物熔體在降溫時的再結晶有過冷傾向，即結晶溫度低于熔融溫度，且晶體生長速率與降溫速率有關。因此，許多通常為半結晶的聚合物，通過將其熔體快速冷卻至玻璃化轉變溫度以下可得到非晶態。這種快速冷卻稱為驟冷或淬火冷卻。理論上，只要降溫速率足夠快，以致物質熔體在冷卻過程中來不及結晶就已到達其玻璃化轉變溫度之下，便可獲得非晶態。
聚合物熔融時，其中相對穩定的微晶會發生過熱，結果熔融發生在熱力學熔融溫度之上。這時，熔體和微晶并不處于熱力學平衡態，熔融過程是不可逆的。因此，聚合物熔融存在可逆和不可逆過程。可用溫度調制DSC進行測量。
2.結晶與熔融過程的動態DSC實驗
原則上，結晶和熔融等物理轉變可用DSC反復無數次測量，但前提條件如下。
冷卻后試樣回到原來的狀態。然而，實際情況與試樣本身和降溫速率有關。降溫速率快時，許多物質由熔體固化為非晶態玻璃，因而在第二次升溫時觀察不到熔融現象。有些亞穩態晶型只有在特定溶劑中才會析出。
試樣不因為蒸發、升華或分解而從坩堝逸出，或發生轉變。蒸發損失的試樣已被吹掃氣體從測量爐中逸出，不可能降溫時在坩堝內結晶。
對DSC曲線上熔融峰計算，可得到熔融焓、熔點和熔程。