【正文】 成，由于一次電子在聯(lián)極表面上激發(fā)二次電子，經(jīng)聯(lián)極放大后電子數(shù)目按幾何級數(shù)劇增 (約106 倍 )，最后輸出幾個毫伏的脈沖。 閃爍計數(shù)管的發(fā)光體一般是用微量鉈活化的碘化鈉 (NaI)單晶體。這個框架兼作其他狹縫插座用，即插入 DS， RS 和 SS． 3． X 射線探測記錄裝置 衍射儀中常用的探測器是閃爍計數(shù)器 (SC)，它是利用 X 射線能在某些固體物質(zhì) (磷光體 )中產(chǎn)生的波長在可見光范圍內(nèi)的熒光，這種熒光再轉(zhuǎn)換為能夠測量的電流。 (5)S S2 稱為索拉狹縫，是由一組等間距相互平行的薄金屬片組成，它限制入射 X 射線和衍射線的垂直方向發(fā)散。 (4)第三個狹縫是防止空氣散射等非試樣散射 X 射線進(jìn)入計數(shù)管，稱為防散射狹縫 (SS)。的發(fā)散狹縫和測角儀調(diào)整用 0． 05毫米寬的狹縫。、 2176。、 1/2176。 (2)從 S 發(fā)射的 X 射線，其水平方向的發(fā)散角被第一個狹縫限制之后，照射試樣。如果采用焦斑尺 寸為 110 平方毫米的常規(guī) X射線管，出射角 6176。 2．測角儀 測角儀是粉末 X 射線衍射儀的核心部件，主要由索拉光闌、發(fā)散狹縫、接收狹縫、防 7 散射狹縫、樣品座及閃爍探測器等組成。 X 射線靶材為 Cu。 X 射線管線焦點為 110 平方毫米 ,取出角為 3～ 6 度?？刹鹦妒?X 射線管又稱旋轉(zhuǎn)陽極靶 ,其功率比密閉式大許多倍 ,一般為 12～ 60 千瓦。 射線管 X 射線管主要分密閉式和可拆卸式兩種。主要由冷卻循環(huán)水系統(tǒng)、 X 射線衍射儀和計算機(jī)控制處理系統(tǒng)三部分組成。 6 實驗 二 、 X 射線衍射儀結(jié)構(gòu)與物相分析 一、 實驗?zāi)康呐c要求 1．學(xué)習(xí)了解 X 射線衍射儀的結(jié)構(gòu)和工作原理； 2．掌握 X 射線衍射物相定性分析的方法和步驟； 3．給定實驗樣品，設(shè)計實驗方案，做出正確分析鑒定結(jié)果。 7．如果傳感器被污染，可以通氧氣用高溫空燒的方法清潔，空燒的時候要取出所有的坩鍋 。 5．如果坩鍋掉入爐體內(nèi)，一定要報告給儀器管理員，不要擅自處理。 4．對于發(fā)泡材料一定要小心測試，樣品量要非常少。特殊情況下需要搬動時請致電廠家工程師。 六 、 TGA/DSC1 的使用注意事項 1． TGA/DSC 1 需要由經(jīng)過培訓(xùn)的人員進(jìn)行操作，以免造成儀器的損壞。無機(jī)物組分為殘留物。 2． SBR 橡膠的分析 圖 4 SBR 橡膠的分析 5 在橡膠的分析中，樣品首先在惰性條件下被加熱到 600℃，揮發(fā)性組分（增塑劑－通常是油）首先揮發(fā)，然后在聚合物在溫度剛剛 400℃時開始分解。硫酸鈣在 1200℃以后分幾個臺階分解。 五、數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析 （實例） 石膏的熱分析 圖 3 石膏的熱分析 石膏， CaSO4178。 3．關(guān)閉反應(yīng)氣和保護(hù)氣的閥門，最后關(guān)閉恒溫水浴的電源。 （ 四 ） 、關(guān)機(jī) 1．關(guān)閉儀器前，要把爐體中的樣品取出。 2． 單擊 “File/Open Curve”（文件 /打開曲線） ， 在彈出的對話框中 選 中 要處理的曲線， 點擊“Open”（打開） 打開該曲線。 4．測試結(jié)束后，當(dāng)電腦屏幕左下角的狀態(tài)欄中顯示“ waiting for sample removal”（等待移除樣品）時，打開爐體，將樣品取出，點擊“ OK”（確認(rèn)）。 2．編輯完一個新方法或打開一個已經(jīng)保存的方法后，在“ Sample Name”（樣品名稱）一欄中輸入樣品名稱，在“ Size” （重量）一欄中輸入樣品重量，然后點擊“ Sent Experiment”（發(fā)送實驗）。 （ 二 ） 、測試步驟 1． 點擊實驗界面左側(cè)的“ Routine editor” (常規(guī)編輯器 )編輯實驗方法： （ 1）“ new”（新建）為編輯一個新的方法。 TGA/DSC1 和計算機(jī)的打開順序沒有嚴(yán)格要求。 3． 半小時后打開 TGA/DSC1 主機(jī)電源，儀器會有一個自檢的過程，通常在一分鐘左右。 五、實驗步驟 （ 一 ） 、開機(jī) 1． 打開天平保護(hù)氣（通常為高純氮氣），流量調(diào)為 20ml/min。 (Thermogravimetric Analysis，簡稱 TGA)分析原理：物質(zhì)加熱過程中會在某溫度發(fā)生分解、脫水、 氧化、還原和升華等物化變化而出現(xiàn)質(zhì)量變化，其質(zhì)量變化的溫度和質(zhì)量變化百分?jǐn)?shù)隨物質(zhì)的結(jié)構(gòu)及組成而異。 該法通過對試樣因發(fā)生熱效應(yīng)而產(chǎn)生的能量變化進(jìn)行及時的補(bǔ)償，保持試樣與參比物之間溫度始終保持相同，無溫差、無熱傳遞，使熱損失小，檢測信號大。它們能快速提供被研究物質(zhì)的熱穩(wěn)定性、熱分解產(chǎn)物、熱變化過程的焓變、各種類型的相變點、玻璃化溫度、軟化點、比熱、純度、爆破溫度等數(shù)據(jù)，以及高聚物的表征及結(jié)構(gòu)性能研究，也是進(jìn)行相平衡研究和化學(xué)動力學(xué)過程研究的常用手段。根據(jù)物理性質(zhì)的不同，建立了相對應(yīng)的熱分析技術(shù) 。 “程序控制溫度 ”一般指線性升溫或線性降溫，也包括恒溫、循環(huán)或非線性升溫、降溫；這里的 “物質(zhì) ”指試樣本身和 (或 )試樣的反 應(yīng)產(chǎn)物，包括中間產(chǎn)物 。最大數(shù)據(jù)采集速率 10 個 /s. 圖 1 TGA/DSC1/1600LF 綜合熱分析儀的外觀圖 結(jié)構(gòu)組成 ：差熱放大單元、天平控制單元、微分單元、氣氛控制單元、數(shù)據(jù)處理接 口 單元、計算機(jī)、打印機(jī)、 冷卻系統(tǒng) 等。樣品最大容量 150ul。 降溫速率（ 100－ 6℃）≥ 5℃ /min。 降溫速率（ 600－ 200℃）≥ 20℃ /min。冷卻方式：水?。ê銣?22177。 ℃；溫度準(zhǔn)確度（全程）：177。 本儀器 相關(guān)技術(shù)參數(shù)如下：溫度范圍：室溫～ 1600176。 材料科學(xué) 實驗 指 導(dǎo) 書 2022 年 9 月 1 日 1 實驗 一 、 TGA/DSC 綜合熱分析儀的認(rèn)識及操作 一、 實驗?zāi)康募耙? ； ； ； 。 二、實驗設(shè)備 及藥品 實驗設(shè)備： 瑞士梅特勒 托利多 TGA/DSC1/1600LF 同步熱分析儀至尊型 ， 梅特勒－托利多公司是世界上最早生產(chǎn)熱重分析儀的廠家，于 1964 年推出世界上第一臺商品化的熱重分析儀 TA1，至今已有近 50 年的熱分析研發(fā)和生產(chǎn)歷史。 C 天平靈敏度： (百萬分 之 一 )或 (千萬分 之 一 )； 傳感器熱電耦數(shù)量： 6 對 PtPt/Rh 熱電偶 ； 量熱溫度分辨率： ℃ ； 量熱準(zhǔn)確度 (金屬標(biāo)樣 )： 1％；溫度準(zhǔn)確度（單點）：177。 ℃；升溫速率： － 100℃/min。 ℃）；降溫速率（ 1600－ 600℃）≥ 50℃ /min。 降溫速率（ 200－ 100℃）≥ 10℃ /min。樣品重量范圍： 0－ 5g。傳感器托盤面材料：陶瓷。 2 圖 2 TGA/DSC1/1600LF 綜合熱分析儀 的儀器結(jié)構(gòu) ① 隔熱片； ② 反應(yīng)器毛細(xì)管； ③ 氣體出口； ④ 溫度傳感器； ⑤ 爐體加熱板； ⑥ 爐體溫度傳感器； ⑦ 內(nèi)置校準(zhǔn)砝碼； ⑧ 保護(hù)氣和吃掃氣連接口； ⑨ 恒溫天平室 ：碳酸鈣 （隨機(jī)不確定） ； 五水硫酸銅； 氧化鋁坩堝 三、實驗原理 熱分析是在程序控制溫度下，測量物質(zhì)的物理性質(zhì)與溫度之間關(guān)系的一類技術(shù)。上述物理性質(zhì)主要包括質(zhì)量、溫度、能量、尺寸、力學(xué)、聲、光、磁、電等。 差熱分析、差示掃描量熱分析、熱重分析和熱機(jī)械分析是熱分析的四大支柱，用于研究物質(zhì)的晶型轉(zhuǎn)變、融化、升華、吸附等物理現(xiàn)象以及脫水、分解、氧化、還原等化學(xué)現(xiàn)象。 （ Differential Scanning Calorimetry，簡稱 DSC） ,是在程序控制溫度下，測量輸入到試樣和參比物的能量差隨溫度或時間變化的一種技術(shù) 。因此在靈敏度和精度方面都大有提高，可進(jìn)行熱量的定量分析工作。 3 四、 樣品的制備 ：合理范圍，一般 510mg ； ：確保均勻傳熱，要求緊密； ：避免污染，預(yù)先去除溶劑； ：避免受熱副產(chǎn)物的腐蝕等。 2． 打開恒溫水浴槽電源。 4． 打開計算機(jī)，雙擊桌面上的 “ STARe”圖標(biāo)進(jìn)入 TGA/DSC 軟件，然后建立軟件與儀器的連接。 5． 如果測試中需要反應(yīng)氣，則打開反應(yīng)氣的閥門并調(diào)節(jié)需要的氣體流量。 （ 2）“ open”（打開）為打開已經(jīng)保存在軟件中的實驗方法。 3．當(dāng)電腦屏幕左下角的狀態(tài)欄中出現(xiàn)“ waiting for sample insertion”（等待裝樣）時，打開TGA/DSC1 的爐體，將制備好的含有樣品的坩鍋放到傳感器上，關(guān)閉爐體，然后點擊軟件中的“ Ok”（確認(rèn)）鍵，實驗即自動開始。 （ 三 ） 、數(shù)據(jù)處理 1．點擊“ Session/Evaluation Window”（對話窗口 /數(shù)據(jù)處理窗口）打開數(shù)據(jù)處理窗口。 3．根據(jù)需要對曲線進(jìn)行各種處理 … ，必要時可以參見主菜單中的“ Help/Help Topics”。 4 2．待爐體溫度低于 200℃ 時關(guān)閉 TGA/DSC1 電源，然后關(guān)閉計算機(jī)（ TGA/DSC1 和計算機(jī)的關(guān)閉順序沒有嚴(yán)格 要求）。 此項工作需要由儀器管理員來進(jìn)行。 2H2O,在 以下失去結(jié)晶水，雜質(zhì)組分碳酸鈣在 700℃左右分解。同步 DSC 曲線顯示另外兩個由固－固轉(zhuǎn)變所產(chǎn)生的熱效應(yīng)，一個在390℃附近，由 γ－ CaSO4 向β－ CaSO4 轉(zhuǎn)變；另外在 1236℃左右，