第一章 绪论 1
1.1 关于热分析的定义 1
1.2 热分析的发展与学会活动 1
1.3 热分析杂志与对热分析发展现状的评述 3
1.4 热分析规范化 7
1.4.1 热分析术语 7
1.4.1.1 各种热分析方法的定义 8
1.4.1.2 热分析用语(包括部分词根对译)、角注 12
1.4.1.3 热分析术语的几个问题 14
1.4.2 热分析的温度和热量标准 15
1.4.2.1 热分析数据的程序性特点 15
1.4.2.2 热分析的温度和热量标准 17
1.4.3 热分析的法定计量单位 25
1.4.4 有关热分析的标准试验方法 29
1.4.5 报道热分析数据的一些具体要求 31
参考文献 31
第二章 热重法 33
2.1 概述 33
2.2 热重数据的表示方法 35
2.3 影响热重数据的因素 41
2.3.1 仪器因素 42
2.3.1.1 浮力和对流 42
2.3.1.4 温度的测量与标定 43
2.3.1.3 坩埚与试样的反应及坩埚的几何特性 43
2.3.1.2 挥发物的再凝集 43
2.3.2 实验条件 45
2.3.2.1 升温速率 45
2.3.2.2 试样用量、粒度和形状 45
2.3.2.3 气氛 48
2.3.2.4 纸速 49
2.3.3 试样反应 50
参考文献 50
第三章 差热分析与差示扫描量热法 51
3.1 概述 51
3.2 DTA曲线的特征温度与表示方法 54
3.3.1 峰面积求法 55
3.3 峰面积的计算方法及影响定量计算的因素 55
3.3.2 影响曲线定量计算的基本因素 57
3.4 DTA曲线峰面积的定量描述 60
3.5 影响DTA曲线的基本因素 64
3.5.1 与仪器有关的因素 64
3.5.1.1 均温块体 64
3.5.1.2 温度测量与热电偶的影响 66
3.5.2 实验条件 68
3.5.2.1 升温速率 68
3.5.2.2 炉子气氛的影响 70
3.5.3.1 试样性质 71
3.5.3 与试样、参比物和稀释剂有关的性质 71
3.5.3.2 参比物物理和化学性质的影响 74
3.5.3.3 用热惰性物质稀释试样的影响 75
3.5.3.4 试样的预处理 76
3.6 动态热测量的一般理论分析 77
参考文献 80
第四章 其他热分析方法 82
4.1 热机械分析 82
4.1.1 体热膨胀法与线热膨胀法 82
4.1.2 热机械分析 84
4.1.3 动态热机械分析法 86
4.2 逸出气检测与逸出气分析 88
4.3 放射热分析 90
4.4 热声学法 90
4.4.1 热发声法 90
4.4.2 热传声法 91
4.5 热电学法 93
4.6 热光学法 94
4.7 热分析显微术 96
4.8 热传导与热扩散 96
参考文献 96
第五章 热分析动力学 99
5.1.1 热重动力学的基本表达式 100
5.1 热重动力学 100
5.1.1.1 微商法 101
5.1.1.2 积分法 104
5.1.2 换算时间θ的概念 111
5.1.3 计算理论曲线和判断反应机理 112
5.1.4 动、静态热分析动力学的联系 115
5.2 关于DTA、DSC热分析动力学 116
5.2.1 DTA动力学 116
5.2.2 DSC动力学 119
5.3 热分析动力学的几个问题 122
参考文献 129
6.1 概述 131
第六章 热分析仪器 131
6.2 温控 138
6.2.1 炉子 138
6.2.2 炉温的程序控制电路 140
6.2.2.1 程序给定 142
6.2.2.2 比较及偏差放大 144
6.2.2.3 PID调节器 144
6.2.2.4 可控硅及触发电路 146
6.2.2.5 炉压负反馈 147
6.2.2.6 程序温度显示 147
6.2.3 温控系统故障及维修 150
6.3 气氛控制系统 152
6.4 显示 153
6.5 差热仪 157
6.5.1 样品支持器 157
6.5.2 差热放大器 159
6.5.3 差热测量系统的维修 164
6.6 热天平 164
6.6.1 天平 164
6.6.2 测重电路 164
6.6.2.1 LCT差热天平 164
6.6.2.2 LCT-1差热天平 167
6.6.3.2 LCt-?仪器测重系统维修 169
6.6.3.1 LCT仪器热重系统的维修 169
6.6.3 测重系统的维修 169
6.7 差示扫描量热计 171
6.7.1 热流式差示扫描量热计 171
6.7.2 外加热功率补偿式差示扫描量热计 172
6.7.3 内加热功率补偿式差示扫描量热计 175
6.7.3.1 样品支持器 175
6.7.3.2 加热补偿线路 177
6.8 热膨胀仪和热机械分析仪 178
6.8.1 热膨胀仪 178
6.8.1.1 结构 178
6.8.1.2 测量电路 178
6.8.1.3 故障及维修 180
6.8.2.1 结构 181
6.8.2 热机械分析仪 181
6.8.2.2 电路 182
6.9 试样测温、微分及其他热分析仪器 184
6.9.1 试样测温 184
6.9.2 微分器 185
6.9.3 其他热分析仪器 186
参考文献 186
第七章 微型计算机在热分析中的应用 187
7.1 概述 187
7.2 采用计算机对仪器进行操作和参数控制 190
7.3.1.1 原始数据的平滑 194
7.3 热分析数据的计算机处理 194
7.3.1 定性分析处理 194
7.3.1.2 峰的识别和判断 197
7.3.1.3 分析峰上各特征点温度值的确定 200
7.3.2 定量测定处理 203
7.3.2.1 空白基线的扣除 203
7.3.2.2 重峰的判别及分离 204
7.3.2.3 微弱分析峰的累加平均 205
7.4 热分析曲线的检索和特征峰的识别 206
参考文献 208
8.1 概述 209
第八章 热分析在金属合金研究中的应用 209
8.2 相图的绘制 210
8.2.1 凝聚体系的相图 210
8.2.1.1 单组分物系 210
8.2.1.2 二组分物系 211
8.2.1.3 多组分物系 213
8.2.2 各类转变DTA曲线峰的形貌特征 214
8.2.3 DTA和DSC曲线转变温度的确定与修正 216
8.2.3.1 曲线转变温度的确定 216
(3)热滞后的修正 217
(2)升温速率不同造成的影响 217
(1)温度标尺的修正 217
8.2.3.2 曲线转变温度的修正 217
(4)非线性修正 219
8.2.3.3 实验中应注意的问题 219
8.2.4 采用热分析方法测绘制相图时应注意的问题 220
8.3 金属合金的热力学参量 221
8.3.1 比热容 222
8.3.2 各种反应(或转变)热焓 224
8.3.3 热力学函数 227
8.4 合金脱溶沉淀过程的研究 228
8.5 金属合金冷加工积蓄能的测定 233
8.6 金属玻璃及亚稳态合金的研究 234
8.6.1 各种转变过程的研究 235
8.6.2 金属玻璃的稳定性 236
8.6.3 晶化动力学的研究 237
参考文献 238
第九章 热分析在地质方面的应用 241
9.1 矿物鉴定 241
9.1.1 粘土矿物的热分析特征 241
9.1.1.1 高岭石群 242
9.1.1.2 蒙脱石群 244
9.1.1.3 蛭石{E0.6-0.9}(Mg2)〔Si，Al〕4O10(OH)2·nH2O 244
9.1.1.4 绿泥石(Mg，Al)6〔Si,Al〕4O10(OH) 245
9.1.1.6 叶蜡石(Al4)〔Si8〕O20(OH)4 246
9.1.1.5 蛇纹石(Mg6)〔Si4〕O10(OH)5 246
9.1.1.7 滑石(Mg2)〔Si4〕O10(OH)2 247
9.1.1.8 海泡石(Mg8)〔Si12〕O50(OH)4(OH2)4·8H2O 247
9.1.1.9 凹凸棒石(Mg5)〔Si8〕O20(OH)2(OH2)4·4H2O 247
9.1.2 碳酸盐矿物的热分析特征 248
9.1.2.1 菱锌矿ZnCO3 248
9.1.2.2 菱铁矿FeCO3 250
9.1.2.3 菱锰矿MnCO3 250
9.1.2.4 菱镁矿MgCO3 250
9.1.2.5 白云石CaMg(CO3)2 251
9.1.2.6 铁白云石Ca(Mg,Fe)(CO3)2 251
9.1.3 硫酸盐矿物 252
9.1.2.7 方解石CaCO3 252
9.1.4 硼酸盐矿物 255
9.1.5 磷酸盐矿物 255
9.1.6 硫化物矿物 255
9.1.7 氧化物和含水氧化物 259
9.1.8 卤化物 259
9.2 矿物定量 259
9.2.1 差热分析法进行矿物定量 259
9.2.2 用热重法进行矿物定量 263
9.3 矿物类质同象的研究 264
9.3.1 矿物类质同象的差热分析法研究 264
9.3.2 矿物类质同象的热重法研究 267
9.4 矿物有序度的研究 268
9.5 矿物成因的研究 269
9.6 确定矿物中水的存在形式 271
参考文献 272
10.1 高聚物玻璃化与结晶-熔融转变 274
第十章 热分析在高聚物研究中的应用 274
10.1.1 高聚物的玻璃化转变 275
10.1.1.1 化学结构对玻璃化转变温度的影响 275
10.1.1.2 分子量对玻璃化转变温度的影响 277
10.1.1.3 增塑剂(或稀释剂)对玻璃化转变温度的影响 280
10.1.1.4 因链缠结而产生的7g升高 282
10.1.1.5 分子量分布对玻璃化转变温度的影响 283
10.1.1.7 结晶度对玻璃化转变温度的影响 285
10.1.1.8 取向对玻璃化转变温度的影响 285
10.1.1.6 非晶相分子量分布(MWD)的改变对7g的影响 285
10.1.1.9 热历史对玻璃化转变温度的影响 286
10.1.1.10 升温速率对Tg的影响 287
10.1.1.11 填料和降温速率的联合效应 287
10.1.1.12 立体规整度对烯类聚合物Tg的影响 289
10.1.1.13 离子聚合物的静电作用对玻璃化转变温度的影响 289
10.1.2 高聚物的结晶与熔融 291
10.1.2.1 结晶条件对熔融温度的影响 291
10.1.2.2 立体规整性对熔融温度的影响 291
10.1.2.3 拉伸对熔融温度和熔化热的影响 292
10.1.2.4 聚合物熔融温度的精确测量 294
10.1.2.5 结晶速率的热学测定法与其他方法的对比研究 295
10.1.2.6 聚合物的实际结晶过程及其有关的熔融现象 296
10.1.2.7 聚合物分子量及其分布与结晶性质的关系 299
10.1.2.8 升降温过程的熔化、结晶作用 300
10.1.2.9 侧链结晶 301
10.2 高聚物的热氧化、热裂解与热交联 302
10.2.1 高聚物的热氧化与热裂解 302
10.2.1.1 聚合物稳定性的概念 302
10.2.1.2 聚合物氧化与稳定作用的研究 303
(1)未稳定聚丙烯的氧化 304
(2)稳定化聚合物的诱导期 306
(3)DTA数据外推应注意的问题 307
1)结晶的影响 307
2)抗氧剂溶解度的影响 307
10.2.1.3 聚合物的热裂解研究 309
(1)聚酰亚胺的类型 309
(2)聚酰亚胺裂解的失重研究 312
(3)聚酰亚胺裂解的差热分析与差示扫描量热法研究 317
(4)聚酰亚胺裂解的化学研究 318
(5)裂解挥发产物的分析 321
1)在惰性气氛中裂解 321
2)在氧化气氛中裂解 327
10.2.2 热固树脂的固化反应 330
10.2.2.1 热固化过程及其表示方法 330
10.2.2.2 固化反应动力学 337
(1)转化程度a与转化速率da/dt的测定 338
(2)完全反应放热量△HRXN的测定 342
(3)非等温固化动力学 345
(4)动力学参数的意义 348
10.2.2.3 固化过程中玻璃化温度、热稳定性和力学性质等的变化 350
(1)玻璃化温度 350
(2)热稳定性 352
(3)由缩合产物失重确定转化率和监测产品质量 352
(4)固化过程的力学特性 353
10.2.3 橡胶的硫化反应 354
10.2.3.2 实验方法 356
10.2.3.3 用未加促进剂的硫黄硫化 358
10.2.3.4 用加有促进剂的硫黄硫化 359
10.2.3.5 影响△Hv的其他因素 364
10.2.3.6 恒温焓△H？ 366
10.2.3.7 △H？焓 369
10.2.3.8 过硫化和多硫物的老化 372
10.2.3.9 △Hv，△H？和△H？关系 375
10.3 其他应用 377
10.3.1 研究溶液中的缩聚反应 377
10.3.2 测定聚合物的共聚组成 378
10.3.3 环化反应与环化程度的热分析研究 379
10.3.3.1 酰亚胺化程度的定量估计 380
10.3.3.2 A-I化速率的测定 380
参考文献 383
11.1 脂及生物膜热致相变的研究 389
11.1.1 生物膜与生物膜研究 389
第十一章 热分析在生命科学中的应用 389
11.1.2 脂的热致相变 392
11.1.2.1 脂的化学结构 392
11.1.2.2 无水脂的热致相变 394
11.1.2.3 水合脂的热致相变 397
11.1.2.4 生物膜上其他成分对水合脂热致相变的影响 401
11.1.3 生物膜的热致相变 409
11.1.3.1 植物膜的热致相变 410
11.1.3.2 支原体膜的热致相变 410
11.1.3.3 细菌膜的热致相变 412
11.1.3.4 哺乳动物膜的热致相变 413
11.1.4 生物膜的流动性与功能的关系 416
11.1.4.1 膜流动性与植物抗寒性 416
11.1.4.2 膜流动性与酶活性 417
11.1.4.3 膜流动性与细胞凝集 418
11.1.4.4 膜流动性与信息传递 419
11.1.4.5 膜流动性与物质运输 421
11.2 生物大分子热容的研究 422
11.2.1 生物大分子 422
11.2.2 生物大分子的热容 423
11.2.3 氨基酸的热指纹 427
11.2.4 蛋白质分子内的熔融 429
11.2.5 核酸分子内的熔融 437
11.2.6 生物大分子稀溶液热的测量 442
11.3 生命体系中水的热分析研究 444
11.3.1 生命体系中的水 444
11.3.2 生命体系中水的状态及定量测定 445
11.3.3 水对生物大分子的结构及稳定性的影响 449
11.3.3.1 水对蛋白质的影响 449
11.3.3.2 水对核酸的影响 456
11.4.1 临床分析 457
11.4.1.1 血液分析 458
11.4.1.2 羊水分析 459
11.4 医学和微生物学中的热分析研究 459
11.4.1.3 烫伤水肿分析 460
11.4.2 药物分析 460
11.4.3 皮肤、毛发、骨组织的热分析研究 461
11.4.4 细菌孢子的热性质 465
参考文献 468
第十二章 热分析在含能材料中的应用 469
12.1 概述 469
12.2 含能材料的热反应性 470
12.2.1 含能材料的特性 470
12.2.2 硝酸酯的热分解 471
12.2.2.1 硝化纤维素的热分解 472
12.2.2.2 硝化甘油的热分解 473
12.2.2.3 黑索金(RDX)的热分解 473
12.2.3 高分子粘合剂的热分解 474
12.2.4 无机氧化剂热分解的研究 475
12.3 热分析用于含能材料的分析鉴定 479
12.3.1 含能材料的定性分析 479
12.3.1.1 确定晶型转变 480
12.3.1.2 确定异构物 480
12.3.1.3 炸药与混合炸药的分析鉴定 481
12.3.2 固体推进剂的热分析 483
12.3.2.1 黑火药分析 483
12.3.2.2 固体推进剂用添加剂的分析 486
12.3.2.3 固体推进剂分析 489
12.4 热分析用于含能材料的安定性研究 490
12.5 热分析用于含能材料的相容性研究 499
12.5.1 含能材料的相容性 499
12.5.2 相容性的测试 501
12.5.2.1 差示扫描量热法研究含能材料的相容性 501
12.5.2.1 差热分析法研究含能材料的相容性 502
12.5.3 相容性的判断标准 503
参考文献 505
第十三章 热分析在催化研究中的应用 507
13.1 确定催化剂组成 507
13.2 催化剂活性评选 510
13.3 研究活性组分与载体之间的相互作用 513
13.4 确定活性组分还原价态 517
13.5 选择催化剂制备条件 520
13.6 研究助剂的作用机理 522
13.7 催化剂老化和中毒的研究 526
13.8 研究催化剂的积炭行为 529
13.9 固体催化剂表面酸性测量 532
13.10 固体催化剂膨胀系数的测定 536
13.11 多相催化反应动力学研究 538
13.12 吸附和表面反应机理的研究 542
13.12.1 脉冲热动力学法 542
13.12.2.1 氢吸附 543
13.12.2.2 乙烯吸附 543
13.12.2 用PTK技术研究氢-乙烯吸附及其机理 543
参考文献 545
14.1 概述 547
14.2 热重法的应用 547
第十四章 热分析在药学研究和生产中的应用 547
14.2.2 某些药物分解失重的研究 548
14.2.3 药物制剂的分析 550
14.3.1 药物原辅料的表征 551
14.3 DTA和DSC的药物应用 551
14.3.2 多晶型及其转变的表征 562
14.3.3 药物配伍禁忌的研究 569
14.3.4 固体药物稳定性的预测 575
14.3.5 固体分散物相图的绘制 577
14.4 DSC用于药物纯度测定 578
参考文献 582
附录 化学、物理常用单位的SI换算系数表 584
10.2.3.1 焓分析的内容 3555
14.2.1 考察药物和辅料的脱水过程 4547