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實(shí)驗(yàn)室熱重分析儀的原理和應(yīng)用如下：
一、原理
熱重分析儀（Thermal Gravimetric Analyzer，TGA）是一種利用熱重法檢測(cè)物質(zhì)溫度-質(zhì)量變化關(guān)系的儀器。熱重法是在程序控溫下，測(cè)量物質(zhì)的質(zhì)量隨溫度（或時(shí)間）的變化關(guān)系。當(dāng)被測(cè)物質(zhì)在加熱過(guò)程中有升華、汽化、分解出氣體或失去結(jié)晶水等現(xiàn)象時(shí)，被測(cè)的物質(zhì)質(zhì)量就會(huì)發(fā)生變化，這時(shí)熱重曲線就不是直線而是有所下降。通過(guò)分析熱重曲線，就可以知道被測(cè)物質(zhì)在多少度時(shí)產(chǎn)生變化，并且根據(jù)失重量，可以計(jì)算失去了多少物質(zhì)（如CuSO4·5H2O中的結(jié)晶水）。
實(shí)驗(yàn)室熱重分析儀測(cè)量原理有兩種，即變位法和零位法：
變位法：根據(jù)天平梁傾斜度與質(zhì)量變化成比例的關(guān)系，用差動(dòng)變壓器等檢知傾斜度，并自動(dòng)記錄。
零位法：采用差動(dòng)變壓器法、光學(xué)法測(cè)定天平梁的傾斜度，然后去調(diào)整安裝在天平系統(tǒng)和磁場(chǎng)中線圈的電流，使線圈轉(zhuǎn)動(dòng)恢復(fù)天平梁的傾斜。由于線圈轉(zhuǎn)動(dòng)所施加的力與質(zhì)量變化成比例，這個(gè)力又與線圈中的電流成比例，因此只需測(cè)量并記錄電流的變化，便可得到質(zhì)量變化的曲線。
二、應(yīng)用
熱重分析儀具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，特別是在材料科學(xué)、化學(xué)工程、環(huán)境科學(xué)和工業(yè)生產(chǎn)等方面。以下是熱重分析儀的一些具體應(yīng)用：
金屬與氣體反應(yīng)的測(cè)定：金屬和氣體的反應(yīng)是氣相-固相反應(yīng)，可用熱重量分析測(cè)定反應(yīng)過(guò)程的質(zhì)量變化與溫度的關(guān)系，并可作反應(yīng)量的動(dòng)力學(xué)分析。
地質(zhì)方面的應(yīng)用：礦物的熱重曲線會(huì)因其組成、結(jié)構(gòu)不同而表現(xiàn)出不同的特征。通過(guò)與已知礦物特征曲線進(jìn)行起始溫度、峰溫及峰面積等的比較便可鑒定礦物。
高分子材料方面的應(yīng)用：熱重量分析可以評(píng)價(jià)聚烯烴類、聚鹵代烯類、含氧類聚合物、芳雜環(huán)類聚合物、單體、多聚體和聚合物、彈性體高分子材料的熱穩(wěn)定性。
環(huán)境監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用：可以測(cè)定環(huán)境中的各種變化，如廢棄物的脫水、分解、降解等。與其他技術(shù)結(jié)合測(cè)定空氣中懸浮顆粒中碳元素和可溶、難溶有機(jī)物的總量等。
藥品方面的應(yīng)用：可以通過(guò)熱重分析儀對(duì)藥品進(jìn)行熔點(diǎn)、沸點(diǎn)確定及純度的檢驗(yàn)。
熱失重分析與其他方法聯(lián)用的應(yīng)用：熱失重分析與其他非熱分析方法聯(lián)用，應(yīng)用更為廣泛。例如，將熱失重分析儀與質(zhì)譜或者紅外光譜儀聯(lián)用，能夠在線分析在溫度變化過(guò)程中產(chǎn)生氣體的性質(zhì)，表征物質(zhì)的種類。
實(shí)驗(yàn)室熱重分析儀作為一種重要的熱分析儀器，在多個(gè)領(lǐng)域都發(fā)揮著關(guān)鍵作用。通過(guò)準(zhǔn)確地分析材料的熱穩(wěn)定性、相變、分解等過(guò)程，熱重分析儀為揭示材料性能和優(yōu)化應(yīng)用方案提供了有力支持。
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