热重分析仪（TGA）是一种用于测量材料在受热过程中质量变化的精密仪器，通过程序控温实时监测样品质量与温度/时间的关系，揭示材料热稳定性、组分分解及物化行为特。以下是其核心要素的整合分析：
一、核心原理与结构
基本原理
热重分析仪（TGA）基于热重法，在特定气氛（如氮气、氧气）下对样品进行程序升温/降温，检测其因挥发、分解、氧化或还原等反应导致的质量变化，生成热重（TG）曲线及导数热重（DTG）曲线。
典型输出：TG曲线（质量 vs 温度/时间）、DTG曲线（质量变化速率 vs 温度/时间）。
灵敏度：高精度天平可达0.01μg7，称量精度±0.01%。
仪器结构
核心组件：高精度垂直天平、温度补偿天平室、可调控温系统（室温至1600℃）；
控温技术：微型炉设计支持快速升降温（如200℃/min升温、12分钟从1000℃冷却至50℃）；
气氛控制：内置气体切换系统，支持惰性、氧化及真空环境。
关键参数
温度范围：室温至1000℃（常规）或扩展至1200℃（如TGA5500）；
称重范围：1.0g（典型）2，分辨率0.1μg（如TGA-601S）；
加热速率：0.1~100℃/min（低质量炉）或0.1~50℃/min（EGA炉）。
测试标准
通用标准：GB/T 30616-2020（如蒜粉热失重测试）1，ASTM E1131、ISO 11358等；
校准要求：基线校准、重复性误差≤2%、使用标准物质（如邻苯二甲酸氢钾）验证精度。
应用场景
材料研究：聚合物分解温度测定、金属氧化行为分析、复合材料热稳定性评估；
工业检测：食品/药品水分含量测定（如蒜粉失重率19.31%1）、催化剂负载量分析；
质量控制：塑料添加剂含量测定、橡胶耐久性验证。
联用技术
TGA常与DSC、质谱（MS）、红外光谱（IR）联用，实现热效应与成分变化的综合分析。
样品制备：取约5mg蒜粉置于氧化铝坩埚中；
参数设置：氮气保护下，以10℃/min升温至200℃；
数据输出：记录35.07~197.09℃区间失重率19.31%，指导干燥工艺优化。
TGA通过高灵敏度、宽温域及多气氛调控能力，成为材料科学、制药、食品等领域热性能研究的核心工具。
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