多氣氛適配+寬溫域，焦耳TGA熱重分析儀覆蓋全品類材料檢測

焦耳智能TGA熱重分析儀是杭州焦耳智能科技有限公司自主研發(fā)的國產熱分析設備，產品型號分為標準型（TGAPlanck）和高溫型（TGAPlanck+），憑借高精度稱重技術、寬域控溫與智能化數據處理能力，在材料科學、化工、制藥、新能源等領域獲得了廣泛應用。以下從六個維度對該儀器進行全面解讀。  

一、性能  

焦耳智能TGA熱重分析儀的核心原理基于熱重法，即在程序控溫環(huán)境下，通過高精度電磁補償式天平連續(xù)測量樣品質量隨溫度或時間的動態(tài)變化，從而反推材料的物理化學變化。  

核心技術參數如下：  

溫度范圍：標準型TGAPlanck可達室溫至1000℃，高溫型TGAPlanck+可延伸至1200℃，滿足不同材料的高溫測試需求。  

溫度精度與準確性：溫度精密度達0.1K，溫度準確性控制在±1℃以內。  

天平靈敏度：0.1μg（微克級），采用電磁補償式稱重傳感器，能夠檢測到極細微的質量變化。  

稱重精確度：±0.01％，稱重準確度為0.1μg，動態(tài)稱重范圍為5g。  

升溫與降溫速率：0.1~500℃/min（TGAPlanck+），可靈活適配慢速反應與快速分解等不同實驗需求。  

氣氛控制系統(tǒng)：配置3路吹掃氣+1路保護氣，支持氮氣、氬氣（惰性）、空氣/氧氣（氧化性）、氫氣（還原性）等多種氣氛，流量可控0-300ml/min。  

數據采集頻率：10Hz高頻采樣，同步采集溫度-時間-質量三維數據，生成TG曲線和DTG曲線。  

基線重復性與漂移：均為50μg。  

樣品量：通常為3-10mg粉末、顆?；蚣羲榈谋∧ぁ?nbsp; 

焦耳智能TGAPlanck符合多項國家和國際分析標準，廣泛應用于石油化工、能源、制藥、航空航天、鋼鐵、電子/電氣、建材、汽車制造、生物研究、食品等領域。  
 

二、安裝  

焦耳TGA本質上是一臺帶有精密溫度控制系統(tǒng)的高靈敏度天平，任何微小的振動、氣流擾動或溫度波動都可能導致數據失真，因此安裝過程必須嚴格遵循規(guī)范。  

1.選址與環(huán)境預處理  

儀器應放置在堅固、水平且無振動的實驗臺上，最好配備專用防震臺以隔絕樓道行走或附近設備運行產生的微震。環(huán)境溫度需保持恒定，建議在20℃-25℃之間，波動范圍不超過±2℃/小時，避免陽光直射或空調出風口直吹儀器。相對濕度控制在45%-65%之間，濕度過高會影響天平傳感器穩(wěn)定性甚至導致電路受潮。  

2.氣路系統(tǒng)與電源連接  

使用高純氣體（純度≥99.999%），并在氣源與儀器之間加裝減壓閥和氣體凈化裝置（脫氧管、脫水管等），防止雜質污染爐體。通電前務必確認電源電壓與儀器銘牌一致并保證接地良好。對帶有冷卻系統(tǒng)的型號，需提前接通冷卻水源并檢查水路暢通無滲漏。  

3.水平調節(jié)與部件組裝  

利用底部的調節(jié)腳和水平儀進行精細調平，這是安裝中最關鍵的一步，因為天平橫梁的垂直度直接決定稱量準確性。按手冊依次安裝爐體支架、樣品桿、坩堝掛鉤等部件，安裝樣品桿時需格外輕柔，避免碰撞傳感器。  

4.開機預熱與系統(tǒng)校準  

完成物理安裝后，開機預熱至少30分鐘至數小時，使電子元件和爐體達到熱平衡。隨后依次進行：質量校準——使用標準砝碼（如10mg、50mg）驗證天平線性與準確性；溫度校準——利用高純度標準物質（銦、鋅、鎳等）的熔點或居里點修正溫度誤差，確保測溫精度在±1℃以內；基線測試——空載運行確認基線平穩(wěn)無漂移。產品貨期約為45天，整機質保期為1年，提供安裝調試現場免費培訓服務。  

三、維護  

1.日常維護要點  

環(huán)境控制：保持實驗室清潔、干燥、無塵，避免腐蝕性氣體，環(huán)境溫度維持在20-25℃，相對濕度＜60%，避免振動和強電磁干擾。  

樣品管理：使用合適材質的坩堝（氧化鋁、鉑金等），樣品量通常為幾毫克，防止溢出污染爐體或天平；測試后及時清理殘留物。  

氣體系統(tǒng)維護：定期檢查保護氣和反應氣管路是否泄漏，更換氣體過濾器防止水分或雜質進入爐體；開機前先通保護氣10-15分鐘，關機后繼續(xù)通氣至爐溫降至室溫。  

天平保護：嚴禁在高溫下突然打開爐蓋，防止熱沖擊影響微量天平精度；不要超載或劇烈震動儀器。  

2.定期保養(yǎng)（建議每3-6個月）  

爐體清潔：關閉電源冷卻后，用軟毛刷或吸塵器清除爐膛內積灰；若有樣品濺落或結焦，可用耐高溫棉簽蘸少量酒精或丙酮小心擦拭，注意避免損壞加熱元件或傳感器。  

校準檢查：溫度校準使用銦、錫、鋅等標準物質；質量校準使用標準砝碼；必要時做空白基線校正。  

密封件檢查：檢查爐體及氣體接口處的密封圈是否老化開裂，及時更換以保證氣氛控制精度。  

軟件與數據：定期備份實驗數據，更新儀器控制軟件至最新版本。  

3.建議每年由廠家或授權工程師進行一次全面檢測與維護。  

四、應用  

焦耳智能TGA熱重分析儀的應用覆蓋材料科學、化學化工、制藥、食品、新能源等多個領域：  

材料研究：分析材料的熱穩(wěn)定性、成分組成和分解過程。高分子材料領域可研究聚合物的熱降解行為；無機材料方面能確定礦物的熱分解溫度和產物。  

新能源材料：準確分析電極材料中粘結劑和導電劑的含量，以及材料在高溫下的穩(wěn)定性，為提升電池安全性與循環(huán)壽命提供關鍵參數；還可分析陶瓷的脫水、礦物的相變以及催化劑的積碳行為。  

化學分析：監(jiān)測化學反應過程中的質量變化，確定反應機理和動力學參數。  

制藥行業(yè)：分析藥物的熱穩(wěn)定性和分解特性，為藥物研發(fā)與質量控制提供依據。  

食品行業(yè)：研究食品的熱加工過程和儲存穩(wěn)定性。  

TGA聯(lián)用技術：焦耳智能TGA還可與FTIR（傅里葉紅外光譜儀）、MS（質譜儀）或GC-MS聯(lián)用，同步分析逸出氣體的化學組成，實現熱重分析與氣體成分分析的一體化鑒定。  

五、避坑指南  

1.安裝環(huán)境“三大雷區(qū)”  

避坑點1：振動干擾——切勿將儀器放置在移動實驗桌或靠近離心機、大型空調外機的位置。任何微震都會造成天平信號波動，導致TG曲線出現鋸齒峰。  

避坑點2：氣流擾動——避免空調出風口直接對著儀器直吹，以免造成爐體溫度場不均勻。實驗臺上不要擺放風扇或擺放通風櫥正對面。  

避坑點3：濕度過高——濕度超過65%會導致電路受潮、天平傳感器穩(wěn)定性下降，建議配備除濕機。  

2.樣品制備與坩堝選擇“四不要”  

不要樣品量過多——樣量超過10-15mg會導致內部溫度梯度增大，分解峰變寬，數據失真。建議控制在5-10mg。  

不要手指直接觸碰坩堝——指紋油脂在高溫下會碳化并殘留在坩堝表面，直接影響測試基線和準確性，必須使用專用鑷子操作。  

不要選錯坩堝材質——高溫測試（＞800℃）必須使用鉑金坩堝，鋁坩堝僅適用于≤400℃低溫測試。含氟、含硫樣品必須使用耐腐蝕的鉑金坩堝，否則會與坩堝反應產生腐蝕或粘連。  

不要忽略樣品干燥——含水樣品未經干燥直接測試時，蒸發(fā)吸熱會引起劇烈的質量波動和氣泡效應，影響DTA/DSC信號。  

3.操作過程中“兩個必須”與“兩個嚴禁”  

必須提前通氣——實驗開始前至少通氣10-15分鐘，排盡管路內的空氣并穩(wěn)定流場。流量波動會引起浮力變化，導致虛假的質量變化信號。  

必須等高爐溫降至100℃以下再開蓋——高溫狀態(tài)下打開爐蓋不僅存在燙傷風險，還會因熱沖擊導致天平傳感器損壞。測試后爐溫降至100℃以下再開蓋清理。  

嚴禁測試產生強腐蝕性氣體的樣品——含S、鹵素（氟、氯等）的樣品在高溫下會分解出腐蝕性氣體，嚴重腐蝕熱電偶、爐體和傳感器。如需測試，必須使用鉑金坩堝并加大保護氣流量至100ml/min以上及時稀釋和排出廢氣。  

嚴禁測試過程中晃動實驗臺或觸碰儀器——TGA天平靈敏度高，任何微小機械擾動都會被記錄為偽質量變化。  

4.氣路與氣體純度“不可馬虎”  

使用純度不足（<99.995%）的氣體，雜質會污染爐體，導致基線漂移增大，甚至腐蝕傳感器。焦耳TGA建議使用純度≥99.999%的高純氣體。  

流量設定需根據實驗溫度調整：溫度低于800℃時，氣體流量選擇60mL/min；溫度高于800℃時，選擇100mL/min。  

六、常見疑問解答（FAQ）  

Q1：焦耳TGAPlanck和Planck+的主要區(qū)別是什么？  

A：標準型TGAPlanck采用電阻加熱爐，最高溫度1000℃；高溫型TGAPlanck+升級為紅外加熱爐，最高可達1200℃，升溫速率范圍更寬（0.1~500℃/min），適合需要更高溫度測試的材料（如耐火材料、陶瓷、某些合金等）。  

Q2：升溫速率太快會造成什么影響？  

A：升溫速率過快會導致樣品內部溫度梯度增大，熱傳導滯后于程序升溫，實際分解溫度高于儀器顯示值（聚合物降解峰溫誤差可達10-20℃），且多個反應的TG失重臺階會重疊，導致譜圖分辨率降低。一般建議采用5-20℃/min的速率進行常規(guī)測試。  

Q3：測試含氟、含硫樣品要注意什么？  

A：含氟、含硫樣品高溫分解會產生腐蝕性氣體，會腐蝕爐體和傳感器。建議取樣量控制在2-5mg，使用鉑金坩堝，保護氣和吹掃氣流量盡可能開大（100ml/min以上），及時稀釋和排出廢氣。測試后需清潔氣路和坩堝。  

Q4：TG曲線出現鋸齒波/異常波動是什么原因？  

A：常見原因包括：①環(huán)境振動干擾（附近設備運行、空調啟停）；②氣體流量不穩(wěn)定；③坩堝與支架接觸不良或有污染物；④天平未校準；⑤爐內樣品殘留污染。建議依次排查環(huán)境穩(wěn)定性、檢查氣路、清潔爐膛、重新校準天平。  

Q5：每月需要做哪些校準？多久做一次全面校準？  

A：在儀器經常使用的情況下，每月進行一次重量校準。不經常使用時，在每次使用前校準即可。溫度校準建議每季度進行一次，使用標準熔點物質（銦、鋅、鎳）校正。建議每年由廠家或授權工程師進行一次全面檢測與維護。  

Q6：儀器長期不用時如何存放？  

A：應關閉所有氣源和電源，保持實驗室環(huán)境干燥（濕度＜60%）、恒溫。建議每月通電一次，預熱30分鐘，避免內部電子元件受潮或老化。同時檢查氣路接頭和密封圈是否完好，防止長時間閑置導致老化開裂。  

Q7：能否進行TGA聯(lián)用分析？  

A：可以。焦耳智能TGA可與傅里葉紅外光譜儀（FTIR）、質譜儀（MS）或氣相色譜-質譜聯(lián)用儀（GC-MS）聯(lián)用，在獲取TG熱重曲線的同時，同步分析逸出氣體的化學組成，適合用于熱解產物鑒定、反應機理研究等深層次分析。