差示掃描量熱儀(DSC)是一種廣泛應用于材料科學、化學、生物學和藥學等領域的熱分析技術。其核心設計基于能量守恒定律與差分測量原理。儀器內部配備精密熱爐,內含兩個獨立測量平臺:一個放置被測樣品(S),另一個放置惰性參考物(如空坩堝或氧化鋁粉末)。具體工作流程如下:
1.同步控溫:樣品與參比物處于相同的程序控溫環境(如線性升溫、降溫或恒溫)下。
2.熱流差補償:當樣品發生吸熱或放熱反應時(如熔融吸熱、結晶放熱),其溫度會與參比物產生差異。
3.信號轉換:傳感器檢測樣品與參比物的熱流差或功率差,并將信號轉化為數字數據,生成熱流率隨溫度變化的曲線。
通過上述過程,DSC能夠準確捕捉樣品在物理或化學變化中伴隨的能量吸收或釋放,從而量化焓變、熔點、玻璃化轉變溫度等關鍵熱力學參數。
差示掃描量熱儀的優點:
1.高精度與高靈敏度:DSC采用傳感器和微機控制系統,可檢測微小的熱信號(如低濃度樣品的微弱熱效應),確保數據的準確性和重復性。
2.非破壞性測試:樣品在測試過程中無需特殊處理,可保持完整狀態,便于后續多次實驗驗證結果。
3.廣泛的適用性:適用于固體、液體、氣體等多種樣品類型,覆蓋藥物、聚合物、食品、生物醫學等多個領域。
4.準確的溫度控制:儀器具備寬溫度范圍(如-35°C至高溫區間)的準確控溫能力,且部分型號支持快速校準,避免樣品因過熱受損。
5.操作便捷性:現代DSC設備通常配備直觀的用戶界面,簡化了復雜的數據處理流程,提升用戶體驗。