热分析

《热分析》是“中国分析测试技术丛书”的一个分册。
热分析技术是在一定气氛和程序控制温度下连续测量物质的性质与温度或时间关系的一类技术，其在物理、化学、材料等科学研究中获得了广泛应用。与其他常规分析技术相比，热分析技术包括的方法种类多、实验条件影响因素多。本书主要介绍了热重分析技术、差热分析与差示扫描量热技术、热膨胀分析技术、静态热机械分析技术、动态热机械分析技术以及热分析联用技术等多种常用热分析技术的术语、基本原理、实验过程、影响因素、数据处理和分析及其典型应用等方面的内容，重点介绍了所涉及的每种热分析仪器的原理、实验过程、数据分析以及应用。希望通过本书加深读者对常见热分析技术的了解，在实际工作中更好地应用相关的热分析技术。
《热分析》适用于热分析技术相关的科研、技术人员阅读，也可供高等学校、科研院所的在读研究生、高年级本科生参考。

本套丛书为中国分析测试协会组织编写。本分册由丁延伟教授编写。
丁延伟，博士、中国科学技术大学教授级高工。自2002年开始从事热分析与吸附技术的分析测试、实验方法研究等工作,现任中国化学会化学热力学与热分析专业委员会委员、全国教育装备标准化委员会化学分委会委员、中国材料与试验团体标准委员会科学试验领域委员会委员等。曾获中国分析测试协会科学技术奖（CAIA奖）二等奖，主持修订教育行业标准《热分析方法通则》(JY/T 0589.1~4-2020),以主要作者发表SCI论文30余篇，获授权专利7项。出版《热分析基础》、《热分析实验方案设计与曲线解析概论》、《热重分析 —方法、实验方案设计与曲线解析》等热分析相关著作5部。

第一章 绪论 001~046
第一节　热分析的定义及相关通用性术语 002
一、定义 002
二、与热分析相关的通用性术语 002
第二节　热分析技术的分类与特点 007
一、热分析技术的分类 007
二、热分析技术的特点 008
三、常见的热分析技术 011
第三节　热分析仪器 014
一、工作原理 014
二、仪器的基本组成简介 014
三、主要组件及功能 015
四、热分析仪器发展过程 017
第四节　热分析实验的一般过程 027
一、概述 027
二、实验准备阶段 027
三、制样阶段 028
四、仪器测试阶段 029
五、数据处理与分析 030
第五节　热分析典型应用领域概述 031
第六节　热分析技术展望 035
参考文献 037

第二章 热重分析技术 047~122
第一节　相关术语与定义 048
一、定义 048
二、与测量模式相关的术语 050
三、与热重实验相关的术语和定义 052
四、与热重曲线解析相关的术语和定义 053
第二节　热重分析仪器 056
一、热重分析仪器的发展过程 056
二、仪器的工作原理、结构及组成 058
三、仪器的校正 064
四、仪器的维护 067
第三节　影响热重分析实验的因素 071
一、仪器因素 071
二、操作条件因素 072
三、其他因素 078
第四节　实验过程 079
一、样品准备 079
二、确定实验条件 081
三、实验测量 081
第五节　数据处理及分析 083
一、实验数据的基本处理与特征量的确定 083
二、热重曲线的解析 084
第六节　热重分析技术的典型应用 091
一、确定物质的热稳定性 091
二、确定物质的组成 096
三、确定纯物质的结构式 102
四、确定热分解机理 105
五、研究热力学性质 108
六、研究动力学性质 111
参考文献 117

第三章 差热分析与差示扫描量热技术 123~220
第一节　相关术语和定义 124
一、与分析技术相关的术语和定义 124
二、与实验相关的术语和定义 126
三、与曲线解析相关的术语和定义 128
第二节　理论基础 130
一、热力学基础 130
二、差热分析（DTA）技术的理论基础 135
三、差示扫描量热技术的理论基础 141
四、温度调制差示扫描量热技术及其应用 143
第三节　差热分析仪与差示扫描量热仪 147
一、DTA与DSC仪器发展过程概述 147
二、仪器的工作原理、结构及组成 149
三、仪器的校正 157
四、仪器的维护 161
第四节　影响差热分析与差示扫描量热分析实验的因素 164
一、仪器因素 165
二、操作条件因素 166
三、其他因素 172
第五节　实验过程 172
一、概述 172
二、实验准备阶段 172
三、制样阶段 173
四、仪器测试阶段 175
第六节　数据处理及分析 176
一、实验数据的基本处理与作图 176
二、DTA和DSC曲线的解析 177
三、TMDSC的数据处理与分析 182
四、曲线解析中常见问题分析 186
第七节　差热分析与差示扫描量热技术的典型应用 191
一、组成的确定 191
二、熔融与结晶过程的研究 195
三、相变过程的研究 199
四、比热容的测定 203
五、纯度的测定 206
六、相图的测定 208
七、结晶度的测定 210
八、热导率的测定 213
九、闪速差示扫描量热技术的应用 213
参考文献 215

第四章 热膨胀分析技术 221~258
第一节　相关术语与定义 222
一、与方法相关的术语 222
二、与实验相关的术语 223
三、与热膨胀测量数据表达和应用相关的术语 224
第二节　热膨胀技术的发展与现状 226
一、技术发展过程 226
二、我国热膨胀仪的研制现状 228
第三节　热膨胀分析仪器 228
一、工作原理、结构及组成 228
二、仪器的校准 231
三、仪器的维护与工作状态判断 235
第四节　影响热膨胀分析实验的因素 238
一、仪器因素 238
二、实验条件因素 239
三、其他因素 242
第五节　实验过程 244
一、概述 244
二、实验准备阶段 245
三、制样阶段 245
四、仪器测试阶段 245
第六节　实验数据的处理与分析 246
一、实验数据的基本处理与作图 246
二、曲线的解析 247
三、实验和曲线解析中常见问题分析 249
第七节　热膨胀分析技术的典型应用 250
一、确定材料的热膨胀系数 250
二、相变研究 252
三、烧结工艺研究 253
四、陶瓷产品质量检验 254
参考文献 256

第五章 静态热机械分析技术 259~298
第一节　相关术语与定义 260
一、与方法相关的术语与定义 260
二、与实验相关的术语与定义 260
三、与数据表达和应用相关的术语 262
第二节　静态热机械分析仪器 264
一、仪器的发展过程及现状 264
二、仪器的工作原理、结构及组成 265
三、仪器的校正 269
四、仪器的维护 272
第三节　影响静态热机械分析实验的因素 273
一、仪器因素 273
二、实验条件因素 274
三、其他因素 277
第四节　实验过程 278
一、概述 278
二、实验准备阶段 278
三、制样阶段 279
四、仪器测试阶段 279
五、异常现象的处理 280
第五节　数据处理及分析 280
一、实验数据的基本处理与作图 281
二、曲线特征物理量确定方法 282
三、分析结果的描述 282
四、曲线的分析 283
五、实验和曲线解析中常见问题分析 284
第六节　TMA技术的典型应用 286
一、蠕变、松弛研究 287
二、相变研究 288
三、热变形性质研究 289
四、软化点测试 290
五、材料的高温烧结过程研究 290
六、固化过程研究 290
七、聚合物的收缩行为研究 292
八、温度调制TMA技术的应用 292
参考文献 294

第六章 动态热机械分析技术 299~350
第一节　相关术语与定义 300
一、与方法相关的术语与定义 300
二、与实验相关的术语与定义 301
三、与分析数据表达和应用相关的术语 302
第二节　动态力学实验的理论基础 304
一、与动态力学实验相关的基本理论 304
二、不同测量模式下模量的计算 308
第三节　动态热机械分析仪 313
一、发展过程 313
二、仪器的工作原理、结构及组成 314
三、仪器的校正 317
四、仪器的维护 318
第四节　影响动态热机械分析实验的因素 320
一、仪器因素 320
二、实验条件因素 322
三、其他因素 324
第五节　实验过程 325
一、概述 325
二、实验准备阶段 325
三、制样阶段 327
四、仪器测试阶段 328
第六节　数据处理及分析 329
一、实验数据的基本处理与作图 329
二、曲线解析 330
三、实验和曲线解析中常见问题分析 335
第七节　DMA技术的典型应用 337
一、研究玻璃化转变过程 337
二、研究材料的相容性 339
三、研究聚合物的阻尼性能 340
四、高分子链次级转变研究 341
五、高聚物的耐老化性能研究 342
六、在覆铜板材料研究中的应用 343
七、在固体推进剂研究中的应用 345
八、在复合材料抗水性能研究中的应用 346
九、在丝素蛋白微观结构研究中的应用 347
参考文献 348

第七章 热分析联用技术 351~423
第一节　相关术语与定义 352
第二节　热分析联用技术的发展与现状 354
一、联用技术的发展过程 354
二、联用技术的现状 355
第三节　同时联用技术 357
一、热重-差热分析技术与热重-差示扫描量热技术 358
二、其他同时联用技术 366
第四节　串接联用技术 367
一、热分析/质谱联用技术 368
二、热分析/红外光谱联用技术 380
第五节　间歇联用技术 390
一、热分析/色谱（TA/GC）间接联用技术简介 390
二、其他间歇联用技术简介 396
第六节　多级热分析联用技术 404
一、多级热分析联用技术的界定 404
二、常见的多级热分析联用技术 404
三、多级热分析联用技术的应用 406
第七节　热分析联用仪的校正和状态判断 407
一、热分析联用仪的校正 407
二、热分析联用仪的状态判断 411
参考文献 416

索引 424~425