科普知識丨差示掃描量熱儀操作指南

差示掃描量熱儀（Differential Scanning Calorimetry, DSC）是一種通過測量樣品與參比物之間的熱流差來分析材料熱性質的重要儀器，廣泛應用于材料科學、制藥、化工等領域。其操作需遵循標準化流程，以確保數據準確性并延長設備壽命。以下為DSC操作使用的關鍵要點：

一、操作前準備

1. 儀器檢查：確認設備電源、氣路（如氮氣保護系統）連接正常，冷卻裝置（循環水機或液氮）處于工作狀態。

2. 樣品制備：精確稱量樣品（通常10-20mg），使用專用坩堝，避免氧化或揮發。樣品需研磨均勻，與坩堝底部充分接觸。

3. 參比物選擇：空坩堝作為參比物。

二、測試流程

1. 校準程序：使用標準物質（如銦、鋅）進行溫度與熱焓校準，確保儀器基線平穩。

2. 參數設置：

• 溫度范圍：根據樣品特性設定起始溫度（通常低于預期反應溫度20℃）和終止溫度。

• 升溫速率：常規測試選擇5-20℃/min，高分辨率測試建議≤5℃/min。

• 氣氛控制：氧化性實驗使用空氣，防止分解可選氮氣或氬氣。

• 測試執行：將樣品與參比坩堝對稱放置，啟動程序并實時監測熱流曲線。異常波動需立即暫停檢查。

三、注意事項

1. 安全防護：高溫測試時避免觸碰爐體；處理腐蝕性樣品后及時清理腔體。

2. 數據可靠性：

• 樣品量過多會導致熱滯后，過少則信號微弱。

• 密封不嚴可能引起揮發物干擾基線。

• 每次測試后需清潔爐體，避免殘留污染。

四、數據分析

通過軟件識別特征峰（熔融峰、結晶峰、分解峰等），結合升溫速率計算熱力學參數。需注意區分物理變化（如相變）與化學變化（如分解）的峰形差異。

規范化的DSC操作不僅能獲得精準的熱分析數據，還能有效降低設備故障率。實驗人員需熟練掌握儀器原理，針對不同樣品特性優化測試方案，方能使這一技術工具發揮最大價值。