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，即在程序控溫環境下，通過高精度電磁補償式天平連續測量樣品質量隨溫度或時間的動態變化，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：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、顆粒或剪碎的薄膜。  

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范。  

1.選址與環境預處理  

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定性甚至導致電路受潮。  

2.氣路系統與電源連接  

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.水平調節與部件組裝  

利用底部的調節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  

環境控制：保持實驗室清潔、干燥、無塵，避免腐蝕性氣體，環境溫度維持在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（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定性，為提升電池安全性與循環壽命提供關鍵參數；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：分析藥物的熱穩定性和分解特性，為藥物研發與質量控制提供依據。  

食品行業：研究食品的熱加工過程和儲存穩定性。  

TGA聯用技術：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.安裝環境“三大雷區”  

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環境振動干擾（附近設備運行、空調啟停）；②氣體流量不穩定；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。建議依次排查環境穩定性、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-質譜聯用儀（GC-MS）聯用，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。