热重分析仪：结构及应用解析

热重分析仪有热天平式和弹簧秤式两种。

1.热天平式　热天平式热重分析仪是目前常用的热重分析仪类型。它由天平、加热炉、程序控温系统与记录仪等几部分构成。

加热装置可以用电阻加热器、红外或微波辐射加热器、热液体或热气体进行加热。电阻加热器是最常见的加热装置。熔融石英管与铬铝钴耐热型加热元件的使用温度可达1000～1100℃，刚玉或莫来石加热元件的最高使用温度可达1500～1700℃。

(www.xing528.com)

图4-14　带光敏元件的自动记录热天平示意图

热天平测定样品质量变化的方法有变位法和零位法。变位法是利用样品质量变化与天平梁的倾斜程度成正比的关系，采用直接差动变压器控制检测天平梁的倾斜程度。零位法是依靠电磁作用力使因质量变化而倾斜的天平梁恢复到原来的平衡位置（即零位）。由于施加的电磁力与样品的质量变化成正比，而电磁力的大小与方向可通过调节转换机构中线圈的电流来实现，因此检测此电流值即可知道样品的质量变化。图4-14为带光敏元件的自动记录热天平示意图。天平梁的倾斜由光电元件检测、经电子放大后反馈到安装在天平梁上的感应线圈，使天平梁重新回到平衡状态。

2.弹簧秤式　弹簧秤式热重分析仪是利用弹簧的伸张与质量成正比的关系，利用测高仪读数或用差动变压器将弹簧的伸张量转化成电信号进行自动记录，其依据是利用胡克定律中弹簧在弹性限度内的应力与应变呈线性关系。为了克服弹簧的弹性模量随温度变化而产生的误差，弹簧通常由弹性模量随温度变化小的石英玻璃或退火的钨丝来制作。为防止加热炉的热辐射和对流引起的弹簧弹性模量的变化，弹簧周围须装有循环恒温水。