科普知识丨同步热分析仪是什么？

同步热分析仪（Simultaneous Thermal Analysis, STA）是一种材料分析仪器，能够同时测量样品在受热过程中的热重（Thermogravimetry, TG）和差示扫描量热（Differential Scanning Calorimetry, DSC）信号。这种同步测量能力使得研究人员能够在一次实验中获得多种热学信息，从而更全面地了解材料的热性能。

工作原理

同步热分析仪的核心原理是通过精确控制样品的温度变化，同时监测其质量变化和热量变化。热重分析（TG）用于测量样品在加热或冷却过程中质量的变化，通常用于研究材料的热稳定性、分解温度、挥发物含量等。差示扫描量热（DSC）则用于测量样品在加热或冷却过程中吸收或释放的热量，常用于研究材料的相变、熔融、结晶等热力学行为。

应用领域

同步热分析仪广泛应用于材料科学、化学、制药、食品科学等领域。在材料科学中，STA可以用于研究高分子材料、陶瓷、金属合金等材料的热稳定性、分解行为、相变温度等。在化学领域，STA可以用于研究化学反应的热效应、反应动力学等。在制药行业，STA可以用于研究药物的热稳定性、结晶行为等。在食品科学中，STA可以用于研究食品的热分解、水分含量等。

优势

同步热分析仪的主要优势在于其能够同时提供热重和差示扫描量热数据，从而减少了实验次数，提高了实验效率。此外，由于TG和DSC信号是在同一实验条件下获得的，因此可以更准确地关联材料的热重变化和热效应，避免了由于实验条件不同而引入的误差。

结论

同步热分析仪作为一种多功能的热分析工具，在材料研究和工业生产中发挥着重要作用。其同步测量能力、高精度和广泛的应用领域使其成为研究材料热性能的仪器。随着技术的不断进步，同步热分析仪将继续在材料科学和相关领域发挥更大的作用。