材料分析热分析习题20131020答案

1、第三章 热分析习题3-1名词解释热重分析、差热分析、差示扫描量热仪、动态热机械分析、潜热、显热、玻璃化转变温度、比热热重分析：用来测量在一定气氛条件和程序控温下样品重量随温度变化的方法。玻璃化转变温度：二级相变。宏观上是指聚合物由玻璃态转变为高弹态的特征温度，在微观上是高分子链段开始运动的温度。显热：在恒压和恒容不作非体积功的条件下，仅因系统温度改变而与环境交换的热称为显热。潜热：在一定温度、压力下系统发生相变时与环境交换的热。比热容（Specific Heat Capacity，符号c），简称比热，亦称比热容量，是热力学中常用的一个物理量。比热容是单位质量的某种物质升高单位温度所需的热量。其

2、国际单位制中的单位是焦耳每公斤开尔文（Jkg-1K-1 或 J kg-1-1，J是指焦耳，K是指热力学温标），即令1公斤的物质的温度上升1摄氏度所需的能量。比热容的符号是c，必须为小写，而大写C则为热容的符号。TG热重分析：测量试样的质量随其温度的变化关系。DSC差示扫描量热仪：试样吸放热量与温度的关系。DTA差热分析 ：测试试样与参比样之间的温度差，通过与已知热量的标样吸放热面积对比，获得被测样吸放热量的方法。DMA动态热机械分析3-2 影响热重曲线的主要因素？试推导热重仪器中试样表观增重与气体密度的关系。根据所推导的表观增重公式说明影响表观增重的因素。答：影响热重曲线的主要因素包括：1 仪

3、器因素（1）浮力和对流(2)挥发物的再凝集(3)坩埚与试样的反应及坩埚的几何特性2实验条件(1)升温速率(2)气氛的种类和流量3.试样影响（1）试样自身的结构缺陷情况、表面性质(2)试样用量(3)试样粒度表观增重（W）：W =WT-W0WT 对应于T 温度下的质量；W0 对应于T0温度下的质量W=Vg（）= Vg（1- T0/T）V受浮力作用的（在加热区）试样盘和支撑杆的体积；试样周围气体在T0时的密度；T测试时某时刻的温度（K）。影响表观增重的因素: V、T。3-3 电子秤的主要技术指标。答：灵敏度mg；最大称重mg；称量范围mg；噪音mg；漂移mg ；精度%。 3-4差热曲线基线方程的表达

4、式中，各参数的物理含义？影响差热曲线基线的主要因素？答：(T)a就是差热曲线基线方程：(T)a=V式中，K与仪器灵敏度有关的仪器常数t时间V升温速度Cs 试样比热Cr参比样比热可见影响（T）a的因素有Cs、Cr、V 和K。可见程序升温速度V值恒定，才可能获得稳定的基线；Cs和Cr越接近，（T）a越小，选用参比物时，应使其热容尽可能与试样相近；在程序升温过程中，如果试样的比热有变化，（T）a也在发生变化；程序升温速率V值越小，（T）a也越小。3-5放热或吸热的量与差热峰面积的关系？答：放热或吸热的量与差热峰面积成正比关系3-6题图3-6为高聚物材料的典型DSC曲线。标示出高聚物材料DSC曲线上主

5、要的变化过程及相应的特征温度。答：题图3-6 高聚物材料的典型DSC曲线3-7从试样的差热曲线上可获得哪些信息？答：差热曲线上可获得两个基本信息：1 试样吸放热所发生的温度；2 试样吸收或放出的热量的大小。据此，可以获得试样的晶型转变温度、熔融温度、氧化分解温度、玻璃化转变温度及相应热效应的大小。3-8如何利用试样的DSC曲线判断矿石中含-SiO2？在获得的试样DSC曲线上，如果存在573的晶型转变放热峰，基本可说明含有-SiO2。在此基础上，对试样进行XRD分析，如果XRD数据也有-SiO2的衍射峰，就可以更好地说明试样中是否含有-SiO2。3-9有一石灰石矿，其粉料的TG-DSC联合分析图上可见一吸热谷，其Tonset为880，所对应的面积为3604.184J/g，对应的TG曲线上失重为39.6%，计算：该矿物的碳酸钙含量？（碳酸钙分子量为100.9）碳酸钙的分解温度？单位质量碳酸钙分解时需吸收的热量？答：该矿物的碳酸钙含量设：石灰石粉料的质量为m克，碳酸钙的百分比含量为x，CO2气体的质量为y克，则CaCO3的质量为mx。CaCO3CaO+CO2100.9 44mx y 而碳酸钙的分解温度的起始温度Tonset为880。单位质量碳酸钙分解时需吸收的热量为3-10题图3-10为一金属玻璃的DSC曲线。根据DSC曲线，指出该金属玻璃在加热过程中经历的玻