差示掃描量熱儀（DSC）的核心功能是測(cè)量樣品在程序控溫過程中發(fā)生的熱效應(yīng)。其工作原理的本質(zhì)是動(dòng)態(tài)的熱流補(bǔ)償與精確測(cè)量，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)焓變、熔點(diǎn)、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度等關(guān)鍵熱力學(xué)參數(shù)的量化。
一、核心設(shè)計(jì)：對(duì)稱性與差分測(cè)量
DSC的核心部件是一個(gè)精密的熱爐，內(nèi)部裝有兩個(gè)獨(dú)立的測(cè)量平臺(tái)：一個(gè)用于放置被測(cè)樣品（S），另一個(gè)用于放置惰性參考物（如空坩堝或氧化鋁粉末）。這兩個(gè)平臺(tái)通過一個(gè)熱流傳感器緊密相連，構(gòu)成一個(gè)對(duì)稱的測(cè)量系統(tǒng)。這種差分設(shè)計(jì)旨在消除背景熱干擾，只測(cè)量樣品本身的熱效應(yīng)。
二、工作過程：熱流差的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償
在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中（如升溫、降溫或恒溫），儀器控制系統(tǒng)始終致力于維持樣品端與參考端的溫度一致。當(dāng)樣品發(fā)生物理或化學(xué)變化時(shí)（如熔化吸熱或結(jié)晶放熱），它會(huì)吸收或釋放熱量，試圖使其溫度低于或高于參考端。
此時(shí)，DSC的檢測(cè)系統(tǒng)會(huì)立即探測(cè)到這一微小的溫度差（在功率補(bǔ)償型DSC中），并迅速向樣品端或參考端補(bǔ)償相應(yīng)的電能，使兩端溫度恢復(fù)平衡。這個(gè)為維持溫度平衡所需補(bǔ)償?shù)墓β剩▎挝唬汉镣撸琺W），即直接等于樣品吸收或釋放熱流的速率。因此，儀器的縱軸信號(hào)直接記錄為熱流率（HeatFlow）。
三、數(shù)據(jù)解讀：從熱流曲線到焓變計(jì)算
最終，我們得到一條熱流率隨溫度或時(shí)間變化的曲線。曲線上的峰（吸熱）或谷（放熱）即代表了樣品的熱事件。
焓變（ΔH）的計(jì)算便基于此曲線：一個(gè)熱事件所吸收或釋放的總熱量，等于其峰面積對(duì)時(shí)間的積分。計(jì)算公式可簡(jiǎn)化為ΔH=K×A/m，其中：
A是峰的面積。
m是樣品的質(zhì)量。
K是儀器常數(shù)（靈敏度系數(shù)），通過測(cè)量已知熔融焓的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（如銦）進(jìn)行校準(zhǔn)確定。
綜上所述，DSC通過精妙的差分設(shè)計(jì)，將樣品微妙的熱變化轉(zhuǎn)化為可測(cè)量的電信號(hào)（熱流差），并最終通過積分計(jì)算，將動(dòng)態(tài)的熱流曲線轉(zhuǎn)化為定量的焓變數(shù)據(jù)，從而揭示材料的本質(zhì)熱性質(zhì)。
更新時(shí)間：2025-09-26
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差示掃描量熱儀(DSC)
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