差示掃描量熱儀(DSC)是一種廣泛應(yīng)用于材料科學、化學、生物學和藥學等領(lǐng)域的熱分析技術(shù)。其核心設(shè)計基于能量守恒定律與差分測量原理。儀器內(nèi)部配備精密熱爐,內(nèi)含兩個獨立測量平臺:一個放置被測樣品(S),另一個放置惰性參考物(如空坩堝或氧化鋁粉末)。具體工作流程如下:
1.同步控溫:樣品與參比物處于相同的程序控溫環(huán)境(如線性升溫、降溫或恒溫)下。
2.熱流差補償:當樣品發(fā)生吸熱或放熱反應(yīng)時(如熔融吸熱、結(jié)晶放熱),其溫度會與參比物產(chǎn)生差異。
3.信號轉(zhuǎn)換:傳感器檢測樣品與參比物的熱流差或功率差,并將信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字數(shù)據(jù),生成熱流率隨溫度變化的曲線。
通過上述過程,DSC能夠準確捕捉樣品在物理或化學變化中伴隨的能量吸收或釋放,從而量化焓變、熔點、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度等關(guān)鍵熱力學參數(shù)。
差示掃描量熱儀的優(yōu)點:
1.高精度與高靈敏度:DSC采用傳感器和微機控制系統(tǒng),可檢測微小的熱信號(如低濃度樣品的微弱熱效應(yīng)),確保數(shù)據(jù)的準確性和重復性。
2.非破壞性測試:樣品在測試過程中無需特殊處理,可保持完整狀態(tài),便于后續(xù)多次實驗驗證結(jié)果。
3.廣泛的適用性:適用于固體、液體、氣體等多種樣品類型,覆蓋藥物、聚合物、食品、生物醫(yī)學等多個領(lǐng)域。
4.準確的溫度控制:儀器具備寬溫度范圍(如-35°C至高溫區(qū)間)的準確控溫能力,且部分型號支持快速校準,避免樣品因過熱受損。
5.操作便捷性:現(xiàn)代DSC設(shè)備通常配備直觀的用戶界面,簡化了復雜的數(shù)據(jù)處理流程,提升用戶體驗。