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物質(zhì)熱穩(wěn)定性的熱分析試驗(yàn)方法
點(diǎn)擊次數(shù)：443 發(fā)布時(shí)間：2010/4/29 10:04:09
物質(zhì)熱穩(wěn)定性的熱分析試驗(yàn)方法
gb／t 1 3464—92
國家技術(shù)監(jiān)督局1992—06—07批準(zhǔn) 1992—12—01實(shí)施
1 主題內(nèi)容與適用范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了用差熱分析儀和（或）差示掃描量熱計(jì)評價(jià)物質(zhì)熱穩(wěn)定性的熱分析方法所用的試樣和參比物、試驗(yàn)步驟和安全事項(xiàng)等一般要求。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于在惰性或反應(yīng)性氣氛中、在-50～1000℃的溫度范圍內(nèi)有焓變的固體、液體和漿狀物質(zhì)熱穩(wěn)定性的評價(jià)。
2 術(shù)語
2．1 物質(zhì)熱穩(wěn)定性
在規(guī)定的環(huán)境下，物質(zhì)受熱（氧化）分解而引起的放熱或著火的敏感程度。
2．2 焓變
物質(zhì)在受熱情況下發(fā)生吸熱或放熱的任何變化。
2．3 焓變溫度
物質(zhì)焓變過程中的溫度。
3 方法原理
本方法是用差熱分析儀或差示掃描量熱計(jì)測量物質(zhì)的焓變溫度（包括起始溫度、外推起始溫度和峰溫）并以此來評價(jià)物質(zhì)的熱穩(wěn)定性。
4 儀器和材料
4．1 儀器
差熱分析儀（dta）或差示掃描量熱計(jì)（dsc）：程序升溫速率在2～30℃／min范圍內(nèi)，控溫精度為土2℃，溫差或功率差的大小在記錄儀上能達(dá)到40％～95％的滿刻度偏離。
4．2 樣品容器
坩堝；鋁坩堝、銅坩堝、鉑坩堝、石墨坩堝等，應(yīng)不與試樣和參比物起反應(yīng)。
4．3 氣源
空氣、氮?dú)獾�，純度�?yīng)達(dá)到工業(yè)用氣體純度。
4．4 冷卻裝置
冷卻裝置的冷卻溫度應(yīng)能達(dá)到-50℃。
4．5 參比物
在試驗(yàn)溫度范圍內(nèi)不發(fā)生焓變。典型的參比物有煅燒的氧化鋁、玻璃珠、硅油或空容器等。在干燥器中儲(chǔ)存。
5 試樣
5．1 取樣
對于液體或漿狀試樣，混勻后取樣即可；對于固體試樣，粉碎后用圓錐四分法取樣。
5．2 試樣量
試樣量由被測試樣的數(shù)量、需要稀釋的程度、y軸量程、焓變大小以及升溫速率等因素來決定，一般為1～5mg，用量不超過50mg。如果試樣有突然釋放大量潛能的可能性，應(yīng)適當(dāng)減少試樣量。
6 試驗(yàn)步驟
6．1 儀器溫度校準(zhǔn)按附錄a進(jìn)行，校準(zhǔn)溫度精度應(yīng)在土2℃范圍內(nèi)。
6．2 將試祥和參比物分別放入各自的樣品容器中，并使之與樣品容器有良好的熱接觸（對于液體試樣，加入試樣重量20％的惰性材料，如氧化鋁等）。將裝有試樣和參比物的樣品容器一起放入儀器的加熱裝置內(nèi)，并使之與熱傳感元件緊密接觸。
6．3 接通氣源，并將氣體流量控制在10～50ml／min的范圍內(nèi)（如果在靜止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行測量，則不需要通氣）。
6．4 根據(jù)所用試樣的性質(zhì)來確定試驗(yàn)溫度范圍。
6．5 按4．1條的要求調(diào)整y軸量程。
6．6 啟動(dòng)升溫控制器，控制升溫速率在10～30℃／min的范圍內(nèi)，記錄溫差δt（或功率差dh／dt與溫度t的關(guān)系曲線，即dta曲線（或dsc曲線）（如圖1a、1b）。
6．7 如果以10～30℃／min的升溫速率進(jìn)行測量而不能將峰分辨開時(shí)（如圖2a、2b），可以采用低于10℃／min的升溫速率。
圖1
圖2
7 結(jié)果
7．1 取三次焓變溫度測定結(jié)果的平均值作為試驗(yàn)結(jié)果，三次測定結(jié)果之間的差值應(yīng)在土5℃范圍內(nèi)。
7．2 試驗(yàn)報(bào)告見附錄b。
8 安全事項(xiàng)
用本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗(yàn)方法進(jìn)行測量時(shí)，若不了解被測物質(zhì)的潛在危險(xiǎn)性，在取樣和測量時(shí)一定要小心謹(jǐn)慎。如果需要用研磨的方法粉碎試樣，應(yīng)將被測物質(zhì)視為危險(xiǎn)品，并按化學(xué)危險(xiǎn)品安全操作規(guī)程進(jìn)行操作。
附 錄 a
差示掃描量熱計(jì)和差熱分析儀的溫度校準(zhǔn)方法
（補(bǔ)充件）
a1 儀器校準(zhǔn)
用表a1所列物質(zhì)（純度大于99.9％）的相轉(zhuǎn)變溫度進(jìn)行儀器校準(zhǔn)。
表a1 校準(zhǔn)物質(zhì)的相轉(zhuǎn)變溫度
| 校準(zhǔn)物質(zhì) | 相轉(zhuǎn)變溫度 | |
| ℃ | k | |
| 汞 水 二苯醚 苯甲酸 銦 錫 鉍 鉛 鋅 銻 鋁 銀 | -38.86 0.00 26.87 122.37 156.63 231.97 271.44 327.50 419.58 630.74 660.37 961.93 | 234.29 273.15 300.02 395.52 429.78 505.12 544.59 600.65 692.73 903.89 933.52 1235.08 |
a2 試驗(yàn)步驟
a2．1 兩點(diǎn)校準(zhǔn)法
a2．1．1 在表a1中選取兩種校準(zhǔn)物質(zhì)。其中，一種物質(zhì)的相轉(zhuǎn)變溫度比被測試樣的起始放熱溫度低，另一種物質(zhì)的相轉(zhuǎn)變溫度比被測試樣的終止放熱溫度高，而且要盡可能接近這兩個(gè)溫度。
a2．1．2 測量各校準(zhǔn)物質(zhì)的表觀相轉(zhuǎn)變溫度。
a2．1．2．1 將重量為5～15mg的校準(zhǔn)物質(zhì)和參比物分別放入樣品容器中。
a2．1．2．2 把樣品容器放入儀器的加熱裝置內(nèi)，用流量為10～50ml／min的氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w沖洗測量裝置，直到測量結(jié)束。
a2．1．2．3 按4．1條的要求，調(diào)整y軸量程。
a2．1．2．4 以10℃／min的升溫速率加熱校準(zhǔn)物質(zhì)和參比物，使校準(zhǔn)物質(zhì)通過相轉(zhuǎn)變溫度，直至基線重新確立。也可以用其他升溫速率，但必須與測量試樣時(shí)的條件相同。
a2．1．2．5 由得到的dta曲線或dsc曲線測量出表觀相轉(zhuǎn)變溫度（te、tp）（如圖a1、a2）。
圖a1 校準(zhǔn)物質(zhì)相轉(zhuǎn)變的dta曲線
圖a2 校準(zhǔn)物質(zhì)相轉(zhuǎn)變的dsc曲線
差示掃描量熱計(jì)或試樣與溫感元件分開的差熱分析儀用te作為表觀相轉(zhuǎn)變溫度；試樣與溫感元件緊密接觸的某些差熱分析儀，用tp作為表觀相轉(zhuǎn)變溫度。
a2．1．3 按a3．1計(jì)算實(shí)際相轉(zhuǎn)變溫度。
a2．2 一點(diǎn)校準(zhǔn)法
a2．2．1 如果已按a2．1測出了表觀相轉(zhuǎn)變溫度，并按a3．2計(jì)算出斜率值（s），若s值與1.000的差值在土0.01的范圍內(nèi)（試驗(yàn)溫度與校正溫度相差100℃時(shí)），則用一點(diǎn)校準(zhǔn)法。
a2．2．2 從表a1中選取一種校準(zhǔn)物質(zhì)，使其相轉(zhuǎn)變溫度盡量處在被測試樣的放熱峰內(nèi)。
a2．2．3 按a2．1．2．1至a2．1．2．6的步驟測出校準(zhǔn)物質(zhì)的表觀相轉(zhuǎn)變溫度。
a2．2．4 按a3．1計(jì)算實(shí)際相轉(zhuǎn)變溫度。
a3 計(jì)算
a3．1 假設(shè)表觀相轉(zhuǎn)變溫度（to）與實(shí)際相轉(zhuǎn)變溫度（t）之間存在線性關(guān)系，那么它們之間存在下面的關(guān)系：
t=（to×s）+i （a1）
式中：s——斜率（標(biāo)準(zhǔn)值為1.000）；
i——截距。
這兩個(gè)參數(shù)均由a3．2計(jì)算得出。
a3．2 兩點(diǎn)校準(zhǔn)法
a3．2．1 用表a1中的校準(zhǔn)物質(zhì)相轉(zhuǎn)變溫度和實(shí)際測量的表觀相轉(zhuǎn)變溫度，通過式（a2）和式（a3）計(jì)算s和i。
s=（ts1-ts2）/（to1-to2） （a2）
i=[（to1×ts2）-（ts1×to2）]/ （to1-to2） （a3）
式中：ts1——取自表a1中的1號校準(zhǔn)物質(zhì)的相轉(zhuǎn)變溫度；
ts2——取自表a1中的2號校準(zhǔn)物質(zhì)的相轉(zhuǎn)變溫度；
to1——a2步驟中測出的1號校準(zhǔn)物質(zhì)的表觀相轉(zhuǎn)變溫度；
to2——a2步驟中測出的2號校準(zhǔn)物質(zhì)的表觀相轉(zhuǎn)變溫度。
a3．2．2 s要計(jì)算到四位有效數(shù)字，／要精確到0.01℃。
a3．3 一點(diǎn)校準(zhǔn)法
如果用兩點(diǎn)校準(zhǔn)法測出的斜率值（s）與標(biāo)準(zhǔn)值1.000之差在土0.01的范圍內(nèi)，那么就用一點(diǎn)校準(zhǔn)法，只測出截距。
i=ts1-to1 （a4）
a3．4 利用測出的斜率值（s）和截距（i），通過式（a1）計(jì)算出被測試樣的實(shí)際焓變溫度。
附 錄 b
物質(zhì)熱穩(wěn)定性的熱分析試驗(yàn)報(bào)告
（參考件）
b1 試驗(yàn)委托單位名稱。
b2 試驗(yàn)單位名稱和試驗(yàn)負(fù)責(zé)人。
b3 送樣日期和試驗(yàn)日期。
b4 試樣和參比物的名稱、組成、分子式、重量、狀態(tài)和純度等。
b5 儀器型號和樣品容器。
b6 氣氛的組成和壓力、靜態(tài)或動(dòng)態(tài)、密封程度及動(dòng)態(tài)情況，應(yīng)注明氣體流量。
b7 程序升溫速率和試驗(yàn)溫度范圍。
b8 y軸靈敏度和y軸量程。
b9 記錄dta曲線或dsc曲線的所有過程，注明起始溫度、外推起始溫度和峰溫。
b10 把測定的焓變溫度換算成實(shí)際的焓變溫度。
b11 用實(shí)際的焓變溫度來評價(jià)物質(zhì)的熱穩(wěn)定性。
附加說明：
本標(biāo)準(zhǔn)由中華人民共和國公安部提出，由全國消防標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口。
本標(biāo)準(zhǔn)由公安部天津消防科學(xué)研究所負(fù)責(zé)起草。
本標(biāo)準(zhǔn)主要負(fù)責(zé)人李子葆、張桂芳、姚萍。
原創(chuàng)作者：南京大展機(jī)電技術(shù)研究所
