熱重分析儀操作方法
1、打開(kāi)氮氣(門(mén)后黑色氣瓶;提供氮氣氣氛,儀器右側按鈕及流量計可進(jìn)行檢測和調節氮氣流量,一般不變,按照現有設置進(jìn)行即可。開(kāi)總電源。打開(kāi)儀器電源(儀器右側紅色按鍵),進(jìn)行預熱30分鐘。打開(kāi)電腦,打開(kāi)恒久熱分析系統。打開(kāi)循環(huán)水,打開(kāi)循環(huán)水恒溫水?。s為15℃,把循環(huán)水插頭插上即可;若出水口流量較小,調整水桶位置使管路中氣泡排出)。實(shí)驗時(shí),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(shí)際試驗中30min后,即可開(kāi)始實(shí)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(shí)針旋轉至限定位置。
有兩個(gè)放坩堝的位置,支撐桿的左托盤(pán)放參比物(氧化鋁空坩堝),原位不動(dòng),起參比作用。右托盤(pán)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(shí)針旋轉,雙手托住緩慢向下放,切勿碰撞支撐桿。
3、試驗時(shí),需首先進(jìn)行空白試驗,即右托盤(pán)放空白坩堝進(jìn)行試驗,得到基線(xiàn)數據。然后加入試樣進(jìn)行試驗。稱(chēng)樣品:樣品稱(chēng)量一定要精確。使用白色小坩堝,先稱(chēng)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(kāi)恒久軟件,點(diǎn)“采集”(軟件界面左上角,紅色三角按鍵)。出現“設置參數”窗口,窗口左側可設置試樣名稱(chēng)(試驗名稱(chēng))、樣品質(zhì)量(空白試驗不用填寫(xiě),試樣質(zhì)量需填寫(xiě)準確)、TG量程(10.0不變),其余不變。窗口右側為升溫參數,點(diǎn)“初始”,初始溫度為25℃(一般不變);點(diǎn)“終止溫度”,按試驗需求設置(如終溫850℃,設置900℃,試驗結束后,取對應的溫度范圍內數據即可,儀器自身的問(wèn)題造成);點(diǎn)“升溫速率”,設置每分鐘的升多少度;保溫時(shí)間不設置。
如果有兩個(gè)升溫速率時(shí),可添加序號進(jìn)行增加。
以上設置完成后,點(diǎn)窗口有下角“檢查”,設置沒(méi)有問(wèn)題是,窗口左下角位置可點(diǎn)“確認”鍵;有問(wèn)題時(shí),提示問(wèn)題,“確認”鍵不能點(diǎn)。點(diǎn)確認后,出現橫縱軸界面,橫軸為時(shí)間(T),縱軸分別為溫度(E)、質(zhì)量(G)、熱量變化(DTA);并且出現溫度隨時(shí)間(TE,線(xiàn)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(xiàn)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儀器內部堵塞
在不進(jìn)行測量時(shí)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(shí)左右。如果堵塞物去除,流量恢復,再更換冷卻水。
2.樣品溫度顯示錯誤或溫度不穩
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(shí)。
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(gè)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(shí)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(huì )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(shí),熱電偶處在氧氣氣氛中。在沒(méi)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15分鐘。進(jìn)行檢查(以50K/min從室溫到1000℃),工作正常,恢復爐體。
3.樣品支架脫落、斷裂
3.1樣品支架脫落問(wèn)題
樣品支架的脫落往往是因為粘結膠被破壞而引起的。粘結膠所用的材質(zhì)雖然是耐高溫的,但當測試樣品在高溫下(700℃以上)長(cháng)時(shí)間循環(huán)升溫或者保持高溫恒溫的情況下,粘結膠同樣會(huì )遭到破壞,致使樣品支架脫落,樣品坩堝無(wú)法平穩地放置在支架上,而且還會(huì )縮短加熱絲的使用壽命。因此為了有效地保護樣品支架,應盡量避免儀器長(cháng)時(shí)間高溫運行和使用。
3.2樣品支架斷裂或樣品坩堝反扣在支架上
分析這個(gè)現象發(fā)現:當測試樣品之前通入氣體時(shí),如果通入氣流量過(guò)大而無(wú)法及時(shí)導出,會(huì )引起天平爐體內壓力瞬間增大,若此時(shí)打開(kāi)天平爐蓋,就會(huì )因壓力釋放而導致?tīng)t蓋爆噴式?jīng)_開(kāi)或引起樣品支架劇烈震動(dòng)而造成樣品支架斷裂。
如果上次樣品測試的坩堝忘記拿出,強烈的氣流則會(huì )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(huì )落入天平爐體內,從而影響天平精確測量,而且殘留物不便打掃。此時(shí)必須請專(zhuān)業(yè)工程師維護。
此外,如果儀器本身通入的氣流量過(guò)大(超過(guò)140mL/min),也會(huì )造成類(lèi)似的現象。因此,每次放樣之前,必須先將支架升起,再打開(kāi)爐蓋,減少氣體壓力,以保護天平及支架。
4.TG曲線(xiàn)異常波動(dòng)
在TG的日常測試過(guò)程中,TG曲線(xiàn)會(huì )偶爾出現鋸齒峰,主要由以下幾個(gè)因素造成。
4.1樣品測試過(guò)程中是否存在震動(dòng)源
若在樣品測試過(guò)程中儀器周?chē)嬖谥?zhù)振動(dòng)源,如室外有建筑施工的敲打、窗外馬路大型運輸車(chē)快速經(jīng)過(guò)或本棟樓有較大的儀器轟鳴聲及振動(dòng)等,都會(huì )引起熱重分析儀的非正常性的振動(dòng),這樣一來(lái)就會(huì )導致樣品測試過(guò)程中的TG曲線(xiàn)出現異常波動(dòng),因此一般要求安放在較為安靜穩定的環(huán)境中。
4.2氣體過(guò)濾器是否堵塞
氣體過(guò)濾器堵塞是引起TG曲線(xiàn)異常波動(dòng)的另一個(gè)主要原因。為了預防這一現象發(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(kāi)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(kāi)氣體減壓閥,調節氣壓至0.05Mpa,打開(kāi)保護氣和吹掃氣開(kāi)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,檢查氣泡是否連續且均勻排出,由此可以判斷氣路是否通暢。
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