多气氛适配+宽温域，焦耳TGA热重分析仪覆盖全品类材料检测

多气氛适配+宽温域，焦耳TGA热重分析仪覆盖全品类材料检测

焦耳智能TGA热重分析仪是杭州焦耳智能科技有限公司自主研发的国产热分析设备，产品型号分为标准型（TGAPlanck）和高温型（TGAPlanck+），凭借高精度称重技术、宽域控温与智能化数据处理能力，在材料科学、化工、制药、新能源等领域获得了广泛应用。以下从六个维度对该仪器进行全面解读。  

一、性能  

焦耳智能TGA热重分析仪的核心原理基于热重法，即在程序控温环境下，通过高精度电磁补偿式天平连续测量样品质量随温度或时间的动态变化，从而反推材料的物理化学变化。  

核心技术参数如下：  

温度范围：标准型TGAPlanck可达室温至1000℃，高温型TGAPlanck+可延伸至1200℃，满足不同材料的高温测试需求。  

温度精度与准确性：温度精密度达0.1K，温度准确性控制在±1℃以内。  

天平灵敏度：0.1μg（微克级），采用电磁补偿式称重传感器，能够检测到极细微的质量变化。  

称重精确度：±0.01％，称重准确度为0.1μg，动态称重范围为5g。  

升温与降温速率：0.1~500℃/min（TGAPlanck+），可灵活适配慢速反应与快速分解等不同实验需求。  

气氛控制系统：配置3路吹扫气+1路保护气，支持氮气、氩气（惰性）、空气/氧气（氧化性）、氢气（还原性）等多种气氛，流量可控0-300ml/min。  

数据采集频率：10Hz高频采样，同步采集温度-时间-质量三维数据，生成TG曲线和DTG曲线。  

基线重复性与漂移：均为50μg。  

样品量：通常为3-10mg粉末、颗粒或剪碎的薄膜。  

焦耳智能TGAPlanck符合多项国家和国际分析标准，广泛应用于石油化工、能源、制药、航空航天、钢铁、电子/电气、建材、汽车制造、生物研究、食品等领域。  
 

二、安装  

焦耳TGA本质上是一台带有精密温度控制系统的高灵敏度天平，任何微小的振动、气流扰动或温度波动都可能导致数据失真，因此安装过程必须严格遵循规范。  

1.选址与环境预处理  

仪器应放置在坚固、水平且无振动的实验台上，最好配备专用防震台以隔绝楼道行走或附近设备运行产生的微震。环境温度需保持恒定，建议在20℃-25℃之间，波动范围不超过±2℃/小时，避免阳光直射或空调出风口直吹仪器。相对湿度控制在45%-65%之间，湿度过高会影响天平传感器稳定性甚至导致电路受潮。  

2.气路系统与电源连接  

使用高纯气体（纯度≥99.999%），并在气源与仪器之间加装减压阀和气体净化装置（脱氧管、脱水管等），防止杂质污染炉体。通电前务必确认电源电压与仪器铭牌一致并保证接地良好。对带有冷却系统的型号，需提前接通冷却水源并检查水路畅通无渗漏。  

3.水平调节与部件组装  

利用底部的调节脚和水平仪进行精细调平，这是安装中最关键的一步，因为天平横梁的垂直度直接决定称量准确性。按手册依次安装炉体支架、样品杆、坩埚挂钩等部件，安装样品杆时需格外轻柔，避免碰撞传感器。  

4.开机预热与系统校准  

完成物理安装后，开机预热至少30分钟至数小时，使电子元件和炉体达到热平衡。随后依次进行：质量校准——使用标准砝码（如10mg、50mg）验证天平线性与准确性；温度校准——利用高纯度标准物质（铟、锌、镍等）的熔点或居里点修正温度误差，确保测温精度在±1℃以内；基线测试——空载运行确认基线平稳无漂移。产品货期约为45天，整机质保期为1年，提供安装调试现场免费培训服务。  

三、维护  

1.日常维护要点  

环境控制：保持实验室清洁、干燥、无尘，避免腐蚀性气体，环境温度维持在20-25℃，相对湿度＜60%，避免振动和强电磁干扰。  

样品管理：使用合适材质的坩埚（氧化铝、铂金等），样品量通常为几毫克，防止溢出污染炉体或天平；测试后及时清理残留物。  

气体系统维护：定期检查保护气和反应气管路是否泄漏，更换气体过滤器防止水分或杂质进入炉体；开机前先通保护气10-15分钟，关机后继续通气至炉温降至室温。  

天平保护：严禁在高温下突然打开炉盖，防止热冲击影响微量天平精度；不要超载或剧烈震动仪器。  

2.定期保养（建议每3-6个月）  

炉体清洁：关闭电源冷却后，用软毛刷或吸尘器清除炉膛内积灰；若有样品溅落或结焦，可用耐高温棉签蘸少量酒精或丙酮小心擦拭，注意避免损坏加热元件或传感器。  

校准检查：温度校准使用铟、锡、锌等标准物质；质量校准使用标准砝码；必要时做空白基线校正。  

密封件检查：检查炉体及气体接口处的密封圈是否老化开裂，及时更换以保证气氛控制精度。  

软件与数据：定期备份实验数据，更新仪器控制软件至最新版本。  

3.建议每年由厂家或授权工程师进行一次全面检测与维护。  

四、应用  

焦耳智能TGA热重分析仪的应用覆盖材料科学、化学化工、制药、食品、新能源等多个领域：  

材料研究：分析材料的热稳定性、成分组成和分解过程。高分子材料领域可研究聚合物的热降解行为；无机材料方面能确定矿物的热分解温度和产物。  

新能源材料：准确分析电极材料中粘结剂和导电剂的含量，以及材料在高温下的稳定性，为提升电池安全性与循环寿命提供关键参数；还可分析陶瓷的脱水、矿物的相变以及催化剂的积碳行为。  

化学分析：监测化学反应过程中的质量变化，确定反应机理和动力学参数。  

制药行业：分析药物的热稳定性和分解特性，为药物研发与质量控制提供依据。  

食品行业：研究食品的热加工过程和储存稳定性。  

TGA联用技术：焦耳智能TGA还可与FTIR（傅里叶红外光谱仪）、MS（质谱仪）或GC-MS联用，同步分析逸出气体的化学组成，实现热重分析与气体成分分析的一体化鉴定。  

五、避坑指南  

1.安装环境“三大雷区”  

避坑点1：振动干扰——切勿将仪器放置在移动实验桌或靠近离心机、大型空调外机的位置。任何微震都会造成天平信号波动，导致TG曲线出现锯齿峰。  

避坑点2：气流扰动——避免空调出风口直接对着仪器直吹，以免造成炉体温度场不均匀。实验台上不要摆放风扇或摆放通风橱正对面。  

避坑点3：湿度过高——湿度超过65%会导致电路受潮、天平传感器稳定性下降，建议配备除湿机。  

2.样品制备与坩埚选择“四不要”  

不要样品量过多——样量超过10-15mg会导致内部温度梯度增大，分解峰变宽，数据失真。建议控制在5-10mg。  

不要手指直接触碰坩埚——指纹油脂在高温下会碳化并残留在坩埚表面，直接影响测试基线和准确性，必须使用专用镊子操作。  

不要选错坩埚材质——高温测试（＞800℃）必须使用铂金坩埚，铝坩埚仅适用于≤400℃低温测试。含氟、含硫样品必须使用耐腐蚀的铂金坩埚，否则会与坩埚反应产生腐蚀或粘连。  

不要忽略样品干燥——含水样品未经干燥直接测试时，蒸发吸热会引起剧烈的质量波动和气泡效应，影响DTA/DSC信号。  

3.操作过程中“两个必须”与“两个严禁”  

必须提前通气——实验开始前至少通气10-15分钟，排尽管路内的空气并稳定流场。流量波动会引起浮力变化，导致虚假的质量变化信号。  

必须等高炉温降至100℃以下再开盖——高温状态下打开炉盖不仅存在烫伤风险，还会因热冲击导致天平传感器损坏。测试后炉温降至100℃以下再开盖清理。  

严禁测试产生强腐蚀性气体的样品——含S、卤素（氟、氯等）的样品在高温下会分解出腐蚀性气体，严重腐蚀热电偶、炉体和传感器。如需测试，必须使用铂金坩埚并加大保护气流量至100ml/min以上及时稀释和排出废气。  

严禁测试过程中晃动实验台或触碰仪器——TGA天平灵敏度高，任何微小机械扰动都会被记录为伪质量变化。  

4.气路与气体纯度“不可马虎”  

使用纯度不足（<99.995%）的气体，杂质会污染炉体，导致基线漂移增大，甚至腐蚀传感器。焦耳TGA建议使用纯度≥99.999%的高纯气体。  

流量设定需根据实验温度调整：温度低于800℃时，气体流量选择60mL/min；温度高于800℃时，选择100mL/min。  

六、常见疑问解答（FAQ）  

Q1：焦耳TGAPlanck和Planck+的主要区别是什么？  

A：标准型TGAPlanck采用电阻加热炉，最高温度1000℃；高温型TGAPlanck+升级为红外加热炉，最高可达1200℃，升温速率范围更宽（0.1~500℃/min），适合需要更高温度测试的材料（如耐火材料、陶瓷、某些合金等）。  

Q2：升温速率太快会造成什么影响？  

A：升温速率过快会导致样品内部温度梯度增大，热传导滞后于程序升温，实际分解温度高于仪器显示值（聚合物降解峰温误差可达10-20℃），且多个反应的TG失重台阶会重叠，导致谱图分辨率降低。一般建议采用5-20℃/min的速率进行常规测试。  

Q3：测试含氟、含硫样品要注意什么？  

A：含氟、含硫样品高温分解会产生腐蚀性气体，会腐蚀炉体和传感器。建议取样量控制在2-5mg，使用铂金坩埚，保护气和吹扫气流量尽可能开大（100ml/min以上），及时稀释和排出废气。测试后需清洁气路和坩埚。  

Q4：TG曲线出现锯齿波/异常波动是什么原因？  

A：常见原因包括：①环境振动干扰（附近设备运行、空调启停）；②气体流量不稳定；③坩埚与支架接触不良或有污染物；④天平未校准；⑤炉内样品残留污染。建议依次排查环境稳定性、检查气路、清洁炉膛、重新校准天平。  

Q5：每月需要做哪些校准？多久做一次全面校准？  

A：在仪器经常使用的情况下，每月进行一次重量校准。不经常使用时，在每次使用前校准即可。温度校准建议每季度进行一次，使用标准熔点物质（铟、锌、镍）校正。建议每年由厂家或授权工程师进行一次全面检测与维护。  

Q6：仪器长期不用时如何存放？  

A：应关闭所有气源和电源，保持实验室环境干燥（湿度＜60%）、恒温。建议每月通电一次，预热30分钟，避免内部电子元件受潮或老化。同时检查气路接头和密封圈是否完好，防止长时间闲置导致老化开裂。  

Q7：能否进行TGA联用分析？  

A：可以。焦耳智能TGA可与傅里叶红外光谱仪（FTIR）、质谱仪（MS）或气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）联用，在获取TG热重曲线的同时，同步分析逸出气体的化学组成，适合用于热解产物鉴定、反应机理研究等深层次分析。