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揭秘DSC系列差示掃描量熱儀如何實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)測(cè)量？
在材料科學(xué)、化學(xué)等領(lǐng)域，精確測(cè)量物質(zhì)在加熱或冷卻過(guò)程中的熱量變化至關(guān)重要。DSC系列差示掃描量熱儀其工作原理使其在相關(guān)研究中發(fā)揮著重要的作用。
DSC差示掃描量熱儀基于熱流式原理。它包含一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)，通常由樣品池和參比池組成，這兩個(gè)池都被置于精密的溫度控制環(huán)境中。當(dāng)對(duì)樣品進(jìn)行加熱或冷卻時(shí)，樣品池中的樣品會(huì)發(fā)生物理或化學(xué)變化，這些變化會(huì)伴隨著熱量的吸收或釋放。而參比池則作為一個(gè)穩(wěn)定的參照，不發(fā)生熱量變化或者熱量變化可以精確知曉。
在工作過(guò)程中，儀器以線性升溫速率對(duì)樣品和參比物同時(shí)進(jìn)行加熱或冷卻。當(dāng)樣品發(fā)生吸熱反應(yīng)時(shí)，比如晶體熔化，它從周圍環(huán)境吸收熱量，此時(shí)樣品池的溫度會(huì)低于參比池。儀器會(huì)檢測(cè)到這種溫度差異，然后通過(guò)內(nèi)部的加熱裝置向樣品池額外補(bǔ)充熱量，使得樣品池和參比池的溫度重新保持一致。這個(gè)額外補(bǔ)充的熱量就是樣品發(fā)生相變所吸收的熱量，通過(guò)精確測(cè)量這一熱量以及記錄相應(yīng)的溫度，就可以得到樣品的吸熱曲線。
相反，當(dāng)樣品發(fā)生放熱反應(yīng)，例如結(jié)晶過(guò)程，它會(huì)向周圍釋放熱量。這會(huì)導(dǎo)致樣品池的溫度高于參比池，儀器則會(huì)停止向樣品池加熱，甚至可能會(huì)通過(guò)制冷裝置帶走多余熱量，讓兩個(gè)池的溫度恢復(fù)平衡。記錄這一過(guò)程中的熱量變化和溫度，就能得到放熱曲線。
通過(guò)對(duì)這些吸熱和放熱曲線的分析，我們可以獲取樣品的熔點(diǎn)、凝固點(diǎn)、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度等重要熱力學(xué)參數(shù)。例如在高分子材料的研究中，利用DSC可以確定聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，從而為材料的加工和使用條件提供依據(jù)；在藥物研發(fā)中，能夠檢測(cè)藥物的純度和晶型轉(zhuǎn)變等信息。總之，DSC系列差示掃描量熱儀憑借其精準(zhǔn)的工作原理，為眾多領(lǐng)域的研究和發(fā)展提供了關(guān)鍵的數(shù)據(jù)支持。
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