熱重分析儀操作方法
1、打開氮氣(門后黑色氣瓶;提供氮氣氣氛,儀器右側(cè)按鈕及流量計可進(jìn)行檢測和調(diào)節(jié)氮氣流量,一般不變,按照現(xiàn)有設(shè)置進(jìn)行即可。開總電源。打開儀器電源(儀器右側(cè)紅色按鍵),進(jìn)行預(yù)熱30分鐘。打開電腦,打開恒久熱分析系統(tǒng)。打開循環(huán)水,打開循環(huán)水恒溫水浴(約為15℃,把循環(huán)水插頭插上即可;若出水口流量較小,調(diào)整水桶位置使管路中氣泡排出)。實驗時,提前通氣排出空氣,保證儀器和天平處于氮氣氣氛中。差熱儀需要30分鐘,天平需要60分鐘(實際試驗中30min后,即可開始實驗)。
2、抬起儀器的加溫爐,向上提加溫爐到限定高度后向逆時針旋轉(zhuǎn)至限定位置。
有兩個放坩堝的位置,支撐桿的左托盤放參比物(氧化鋁空坩堝),原位不動,起參比作用。右托盤放空白坩堝或試樣樣品坩堝。坩堝放好后,放下儀器的加溫爐。順時針旋轉(zhuǎn),雙手托住緩慢向下放,切勿碰撞支撐桿。
3、試驗時,需首先進(jìn)行空白試驗,即右托盤放空白坩堝進(jìn)行試驗,得到基線數(shù)據(jù)。然后加入試樣進(jìn)行試驗。稱樣品:樣品稱量一定要精確。使用白色小坩堝,先稱小坩堝質(zhì)量;然后用掏耳勺把樣品放入小坩堝中,約5-10mg(取中間值,10mg以下)。
4、打開恒久軟件,點“采集”(軟件界面左上角,紅色三角按鍵)。出現(xiàn)“設(shè)置參數(shù)”窗口,窗口左側(cè)可設(shè)置試樣名稱(試驗名稱)、樣品質(zhì)量(空白試驗不用填寫,試樣質(zhì)量需填寫準(zhǔn)確)、TG量程(10.0不變),其余不變。窗口右側(cè)為升溫參數(shù),點“初始”,初始溫度為25℃(一般不變);點“終止溫度”,按試驗需求設(shè)置(如終溫850℃,設(shè)置900℃,試驗結(jié)束后,取對應(yīng)的溫度范圍內(nèi)數(shù)據(jù)即可,儀器自身的問題造成);點“升溫速率”,設(shè)置每分鐘的升多少度;保溫時間不設(shè)置。
如果有兩個升溫速率時,可添加序號進(jìn)行增加。
以上設(shè)置完成后,點窗口有下角“檢查”,設(shè)置沒有問題是,窗口左下角位置可點“確認(rèn)”鍵;有問題時,提示問題,“確認(rèn)”鍵不能點。點確認(rèn)后,出現(xiàn)橫縱軸界面,橫軸為時間(T),縱軸分別為溫度(E)、質(zhì)量(G)、熱量變化(DTA);并且出現(xiàn)溫度隨時間(TE,線性變化)、質(zhì)量隨溫度(TG)、熱量變化隨溫度(DTA)。
熱重分析儀故障分析與對策
1.冷卻水流量變小
1.1恒溫水浴外部管線堵塞
檢查外部管路的清潔度和稠度。如有必要,清洗或更換外部管道。
1.2儀器內(nèi)部堵塞
在不進(jìn)行測量時改變冷卻回路的流向,去除堵塞。堵塞未清除,使用氣壓進(jìn)行吹掃,壓力為1MPa以上。若堵塞物仍存在,更換恒溫浴槽的冷卻劑,用含1%磷酸的水沖洗管道2小時左右。如果堵塞物去除,流量恢復(fù),再更換冷卻水。
2.樣品溫度顯示錯誤或溫度不穩(wěn)
2.1R型熱電偶污染
用空氣,是氧氣將測量單元加熱至z高溫度保持1小時。
2.2爐體熱電偶污染
關(guān)閉儀器,讓儀器冷卻至室溫。取下左前外殼,左前外殼固定在儀器底部,由3個六角螺釘固定在儀器下面。擰下螺釘,將左前外殼取下。將反射管從爐體法蘭上旋下,同時小心地扶住出氣口活塞,完成后將熔融硅套和反射管以及出氣口活塞拉向左方。只要出氣口活塞還裝在儀器上,熔融硅套就不會落出反射管。移去爐蓋,將隔離套筒拉向左方,直至看到熱電偶為止。
在加熱時,熱電偶處在氧氣氣氛中。在沒有爐蓋情況下關(guān)閉爐體,用大約300mL/min的氧氣或空氣吹掃測量單元(使用吹掃氣體入口)。在100℃用氧氣或空氣加熱測量單元,至少持續(xù)15分鐘。進(jìn)行檢查(以50K/min從室溫到1000℃),工作正常,恢復(fù)爐體。
3.樣品支架脫落、斷裂
3.1樣品支架脫落問題
樣品支架的脫落往往是因為粘結(jié)膠被破壞而引起的。粘結(jié)膠所用的材質(zhì)雖然是耐高溫的,但當(dāng)測試樣品在高溫下(700℃以上)長時間循環(huán)升溫或者保持高溫恒溫的情況下,粘結(jié)膠同樣會遭到破壞,致使樣品支架脫落,樣品坩堝無法平穩(wěn)地放置在支架上,而且還會縮短加熱絲的使用壽命。因此為了有效地保護(hù)樣品支架,應(yīng)盡量避免儀器長時間高溫運(yùn)行和使用。
3.2樣品支架斷裂或樣品坩堝反扣在支架上
分析這個現(xiàn)象發(fā)現(xiàn):當(dāng)測試樣品之前通入氣體時,如果通入氣流量過大而無法及時導(dǎo)出,會引起天平爐體內(nèi)壓力瞬間增大,若此時打開天平爐蓋,就會因壓力釋放而導(dǎo)致爐蓋爆噴式?jīng)_開或引起樣品支架劇烈震動而造成樣品支架斷裂。
如果上次樣品測試的坩堝忘記拿出,強(qiáng)烈的氣流則會掀翻樣品坩堝,使樣品坩堝倒扣在支架上。樣品的殘留物也會落入天平爐體內(nèi),從而影響天平精確測量,而且殘留物不便打掃。此時必須請專業(yè)工程師維護(hù)。
此外,如果儀器本身通入的氣流量過大(超過140mL/min),也會造成類似的現(xiàn)象。因此,每次放樣之前,必須先將支架升起,再打開爐蓋,減少氣體壓力,以保護(hù)天平及支架。
4.TG曲線異常波動
在TG的日常測試過程中,TG曲線會偶爾出現(xiàn)鋸齒峰,主要由以下幾個因素造成。
4.1樣品測試過程中是否存在震動源
若在樣品測試過程中儀器周圍存在著振動源,如室外有建筑施工的敲打、窗外馬路大型運(yùn)輸車快速經(jīng)過或本棟樓有較大的儀器轟鳴聲及振動等,都會引起熱重分析儀的非正常性的振動,這樣一來就會導(dǎo)致樣品測試過程中的TG曲線出現(xiàn)異常波動,因此一般要求安放在較為安靜穩(wěn)定的環(huán)境中。
4.2氣體過濾器是否堵塞
氣體過濾器堵塞是引起TG曲線異常波動的另一個主要原因。為了預(yù)防這一現(xiàn)象發(fā)生,通常每次測樣之前,必須檢查儀器尾氣排放是否通暢。方法是:先打開循環(huán)水,保持水溫恒定后,放好樣品,蓋上爐蓋,保證爐體密封。打開氣體減壓閥,調(diào)節(jié)氣壓至0.05Mpa,打開保護(hù)氣和吹掃氣開關(guān),控制氣體流量為20mL/min,取裝水的燒杯,將出氣管插入水中,檢查氣泡是否連續(xù)且均勻排出,由此可以判斷氣路是否通暢。
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