【正文】 應(yīng)全部終止實(shí)際是 C，溫 度為 Tj。 所謂參比物即是一種熱容與試樣相近而在所研究的溫度范圍內(nèi) 沒(méi)有相變的物質(zhì)，通常使用的是 αAl2O3，熔石英粉等。 影響 TG曲線的主要因素： ? 儀器因素 ——浮力、試樣盤(pán)、揮發(fā)物的冷凝等； ? 實(shí)驗(yàn)條件 ——升溫速率、氣氛等； ? 試樣的影響 ——試樣質(zhì)量、粒度等。 DTG 曲線 微商熱重曲線 (DTG曲線 )表示重量隨時(shí)間的變化率 (dW/dt)，它 是溫度或時(shí)間的函數(shù)， dW/dt=f(T或 t) 。 所謂“程序控制溫度”是指用固定的速率加熱或冷卻，所謂“物理性質(zhì)”則包括物質(zhì)的質(zhì)量、溫度、熱焓、尺寸、機(jī)械、聲學(xué)、電學(xué)及磁學(xué)性質(zhì)等。 熱重分析儀（ TG）原理圖 TG – 應(yīng)用范圍 ? 質(zhì)量變化 ? 熱穩(wěn)定性 ? 分解溫度 ? 組份分析 ? 脫水、脫氫 ? 腐蝕 / 氧化 ? 還原反應(yīng) ? 反應(yīng)動(dòng)力學(xué) TG 方法常用于測(cè)定： TG 曲線 根據(jù)熱重曲線上各平臺(tái)之間的重量變化， 可計(jì)算出試樣各步的失重量。因此，可從 DTG的峰面積算出失重量。 差熱曲線 (DTA曲線 )，是由差熱分析得到的記錄曲線。 例如：脫水、分解 (放出氣體 )、氧化、化合 (生成較穩(wěn)定 的新相 )等等。 ABC所包圍的面積稱為峰面積。利用這一特點(diǎn)可以進(jìn)行定性 分析。 影響差熱曲線的因素 影響差熱曲線的因素比較多，其主要的影響因素大致 有下列幾個(gè)方面： ? 儀器方面的因素：包括加熱爐的形狀和尺寸，坩堝 大小，熱電偶位置等； ? 實(shí)驗(yàn)條件：升溫速率，氣氛等； ? 試樣的影響：試樣用量，粒度等； ? 坩堝材料的影響。 差示掃描量熱法 (Differential Scanning Calorimetry, DSC) DTA 技術(shù)具有快速簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，但其缺點(diǎn)是重復(fù)性較差，分辨率不夠高，其熱量的定量也較為復(fù)雜。 根據(jù)測(cè)量方法，這種技術(shù)可分為功率補(bǔ)償式差示掃描量熱法和熱流式差示掃描量熱法。通過(guò)功率補(bǔ)償使試樣和參比物的溫度保持相同，這樣就可以補(bǔ)償?shù)墓β手苯忧笏銦崃髀? 熱量變化與曲線峰面積的關(guān)系 ? 考慮到樣品發(fā)生熱量變化（吸熱或放熱）時(shí)，此種變化除傳導(dǎo)到溫度傳感裝置（熱電偶、熱敏電阻等）以實(shí)現(xiàn)樣品（或參比物）的熱量補(bǔ)償外，尚有一部分傳導(dǎo)到溫度傳感裝置以外的地方，因而差示掃描量熱曲線上吸熱峰或放熱峰面積實(shí)際上僅代表樣品傳導(dǎo)到溫度傳感器裝置的那部分熱量變化。 ? 對(duì)材料的結(jié)構(gòu)作鑒定，為新材料的研制提供有價(jià)值的熱力學(xué)參數(shù)和動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)。 分子中基團(tuán)的基本振動(dòng)形式 兩類基本振動(dòng)形式 伸縮振動(dòng) 亞甲基： 變形振動(dòng) 亞甲基 甲基的振動(dòng)形式 伸縮振動(dòng) 甲基： 變形振動(dòng) 甲基 對(duì)稱 δ s(CH3)1380㎝ 1 不 對(duì)稱 δ as(CH3)1460㎝ 1 對(duì)稱 不對(duì)稱 υ s(CH3) υ as(CH3) 2870 ㎝ 1 2960㎝ 1 水分子 （非對(duì)稱分子） 峰位、峰數(shù)與峰強(qiáng) （ 1）峰位 化學(xué)鍵的力常數(shù) K越大，原子折合質(zhì)量越小，鍵的振動(dòng)頻率越大，吸收峰將出現(xiàn)在高波數(shù)區(qū)（短波長(zhǎng)區(qū)）；反之，出現(xiàn)在低波數(shù)區(qū)（高波長(zhǎng)區(qū)）。 ? 部分單鍵振動(dòng)及指紋區(qū) (1500?600cm1 ), 包括CH、 OH的變形振動(dòng)及 CO、 CN的伸縮振動(dòng)。 ｂ．共軛效應(yīng) COH 3 C C H 3COC H 3 COC H 3 CO1 7 1 5 1 6 8 5 1 6 8 5 1 6 6 0cm 1 cm 1 cm 1 cm 1 (２ ) 空間效應(yīng) C H C H C H C H C H 1 5 7 6 c m 1 1 6 1 1 c m 1 1 6 4 4 c m 1 1 7 8 1 c m 1 1 6 7 8 c m 1 1 6 5 7 c m 1 1 6 5 1 c m 1 2 2 2 2 空間效應(yīng)：場(chǎng)效應(yīng)；空間位阻；環(huán)張力 30603030 cm1 29002800 cm1 2. 氫鍵效應(yīng) (分子內(nèi)氫鍵、分子間氫鍵 )：對(duì)峰位，峰強(qiáng)產(chǎn)生極明顯影響，使伸縮振動(dòng)頻率向低波數(shù)方向移動(dòng)． O C H 3OCOH 3 CHH O3 7 0 5 3 1 2 52 8 3 5O H 伸 縮 cm1 cm1 RH NORN HOHHC = O N H N H伸 縮 伸 縮 變 形游 離氫 鍵1 6 9 0 3 5 0 01 6 5 0 3 4 0 01 6 2 0 1 5 9 01 6 5 0 1 6 2 0 cm1 cm1 cm1 cm1 儀器類型 兩種類型：色散型 干涉型（傅立葉變換紅外光譜儀） 瓦里安(Varian)公司生產(chǎn)的傅立葉變換紅外光譜儀 傅里葉變換紅外光譜儀結(jié)構(gòu)框圖 干涉儀 光源 樣品室 檢測(cè)器 顯示器 繪圖儀 計(jì)算機(jī) 干涉圖 光譜圖 FTS 顯示器 繪圖儀 傅立葉變換紅外光譜儀的原理與特點(diǎn) 光源發(fā)出的輻射經(jīng)干涉儀轉(zhuǎn)變?yōu)楦缮婀猓ㄟ^(guò)試樣后，包含的光信息需要經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)上的傅立葉變換解析成普通的譜圖。 S C SS C SS C S?1 ?2 ?3 ?4 拉曼活性 紅外活性 紅外活性 3N5 = 4 直線形分子 拉曼光譜 —源于極化率變化 紅外光譜 —源于偶極矩變化 3N6 = 4 振動(dòng)自由度： 6. 拉曼光譜與紅外光譜分析方法比較 拉曼光譜 紅外光譜光譜范圍 40 4 000 Cm1光譜范圍 4004 0 00 Cm1水可作為溶劑 水不能作為溶劑樣品可盛于玻璃瓶，毛細(xì)管等容器中直接測(cè)定不能用玻璃容器測(cè)定固體樣品可直接測(cè)定 需要研磨制成 K BR 壓片拉曼光譜在材料研究中的應(yīng)用 ? 無(wú)機(jī)材料（金屬 /配位體、生物無(wú)機(jī)材料 … ）。 紅外光譜與此相反。 材料熱學(xué)性能 材料的熱容 熱容：分子熱運(yùn)動(dòng)的能量隨溫度而變化的物理量 。 ? 熱分析測(cè)定法。 一 、 固體材料熱傳導(dǎo)的宏觀規(guī)律 當(dāng)固體材料一端的溫度比另一端高時(shí)，熱量會(huì)從熱端自動(dòng)地傳向冷端，這個(gè)現(xiàn)象稱為熱傳導(dǎo)。 ? 3． 減小材料的熱膨脹系數(shù) 。 目錄 ? e O ?b 灰鑄鐵的 拉伸曲線 ?bc 灰鑄鐵的 壓縮曲線 ?bc?b，鑄鐵抗壓性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于抗拉性能，斷裂面為與軸向大致成 45o～ 55o的滑移面破壞。優(yōu)點(diǎn)是：重量輕，比強(qiáng)度高，工藝簡(jiǎn)單， 耐腐蝕，抗振性能好。表面光滑的 SiC晶須有利于拉撥效應(yīng)，而竹節(jié)狀或表面粗糙的晶須則會(huì)增加與基體的摩擦。 層狀結(jié)構(gòu)復(fù)合材料顯微結(jié)構(gòu) 對(duì)力學(xué)性能的影響 ? 層狀材料的結(jié)構(gòu)是兩層相同或多層相同或不相同的材料組成，界面可以是強(qiáng)結(jié)合，也可以是弱結(jié)合的力學(xué)性能材料