Dans l'expérience d'analyse thermique synchrone (Tg - DSC / DTA), la source d'erreur et la correction des données nécessitent un contrôle intégré des trois dimensions de l'équipement, de l'exploitation et du traitement des données, voici les points clés:

I. sources d'erreur communes

Facteurs d'équipement

Erreur de contrôle de la température: le vieillissement de l'élément chauffant ou l'hystérésis de l'algorithme de contrôle de la température peuvent entraîner des fluctuations de température (précision de contrôle de la température requise < ± 0,1 ° c), en particulier lors d'un réchauffement rapide, l'inertie thermique du corps du four peut provoquer un hystérésis de température. Par exemple, la différence de température de décomposition thermique du Polyimide dans l'air par rapport à l'azote peut atteindre plus de 50 ° C, nécessitant un étalonnage segmenté de l'axe de température par des substances standard telles que l'indium, l'étain.

Dérive du capteur: le signal de qualité de l'ordre du microgramme est facilement masqué par le bruit lorsque le capteur TG est perturbé par des fluctuations du débit de gaz porteur ou des vibrations; Le fait que l'extrémité de référence du capteur DSC ne corresponde pas à la capacité thermique de l'extrémité de l'échantillon (par exemple, le dépôt d'impuretés) peut entraîner une distorsion du signal de flux de chaleur qui nécessite un nettoyage et une maintenance réguliers.

Influence du creuset et de l'atmosphère: un mauvais choix du matériau du creuset (par exemple, alumine, platine) peut catalyser la réaction; Une pureté insuffisante du gaz (par exemple, l'oxygène contient des impuretés) ou un débit instable (recommandé 20 - 50 ml / min) peut introduire des perturbations de fond, nécessitant l'utilisation de gaz de haute pureté et une conception optimisée du champ d'écoulement.

Facteurs opérationnels

Erreur de préparation de l'échantillon: une trop petite quantité d'échantillon (< 5 mg) réduit le rapport signal / bruit, un excès (> 20 mg) entrave le transfert de masse thermique; Les échantillons hétérogènes (tels que les mélanges) doivent être broyés à une taille de particules < 100 μm pour éviter la décomposition par étapes.

Déviation de l'échantillon d'assemblage: la différence de position de placement du creuset deux fois ou la vibration d'entrée et de sortie du four de chauffage peut entraîner un déplacement du Centre de gravité du balancier, la méthode de « remplissage in situ» est recommandée (le creuset vide n'est pas retiré après épluchage, remplissage direct).

Contamination croisée: les résidus d'échantillons volatils peuvent contaminer les expériences ultérieures, nécessitant le nettoyage du corps du four et le remplacement du creuset de référence après l'essai.

Erreurs de traitement des données

Dérive de la ligne de base: la différence de capacité thermique entre l'extrémité de référence et l'extrémité de l'échantillon doit être déduite, la dérive de la ligne de base dans le segment cryogénique (< 100 ° c) est significative et peut être corrigée par un ajustement polynomial.

Interférence sonore: le signal TG est sensible aux vibrations et doit être lissé avec un filtre passe - Bas, mais un filtrage excessif peut affaiblir le signal réel.

Erreur de normalisation de la qualité: une erreur d'entrée de masse initiale peut entraîner un écart de calcul de perte de poids en pourcentage, la qualité de l'échantillon doit être enregistrée avec précision.

II. Méthode de correction des données

Correction de base

L'enregistrement de la ligne de base à l'aide d'un creuset vide ou d'un étalon inerte tel que l'alpha - al₂o₃ élimine les effets de la dilatation du corps du four ou de la flottabilité des gaz. Par exemple, dans une expérience de thermolyse du carbonate de calcium, la correction de base peut réduire l'erreur de marche en apesanteur de la courbe TG de ± 5% à ± 1% près.

étalonnage de la substance standard

Étalonnage de la température: l'étalonnage de l'axe de température avec des matériaux étalons de point de fusion des métaux (tels que l'indium 156,6 ℃, l'étain 231,9 ℃) peut réduire l'erreur de non - linéarité. Par exemple, après l'étalonnage d'un instrument TG - DSC, l'erreur de température dans la section haute température (> 500 ° c) est passée de ± 3 ° C à ± 0,5 ° c.

Étalonnage par effet thermique: utilisez des substances standard telles que le saphir pour calibrer la valeur d'enthalpie DSC, l'erreur de variation d'enthalpie de l'instrument non calibré peut atteindre 10% - 20%.

Filtrage et lissage du bruit

L'utilisation d'un filtre passe - Bas pour le signal Tg (la fréquence de coupure est ajustée en fonction des caractéristiques de l'échantillon) et d'un algorithme de lissage savitzky - Golay pour le signal DSC permet de réduire le bruit tout en conservant les caractéristiques de crête. Par exemple, dans une expérience de transition vitreuse de polymère, le traitement de lissage augmente la résolution de la température de transition vitreuse de la courbe DSC de ± 2 ℃ à ± 0,5 ℃.

Séparation des pics superposés

Les rapports enthalpie / apesanteur de chaque étape sont analysés à l'aide d'un ajustement par pics (par exemple, une fonction gaussienne) pour des réactions complexes telles que la décomposition Multi - ordre. Par exemple, dans une expérience de décomposition thermique d'un composé aqueux cristallin, l'ajustement à pic partiel peut distinguer avec précision les deux étapes de libération d'eau cristalline (100 - 200 ° c) et de décomposition de la chaîne principale (300 - 400 ° c).

Iii. Recommandations d'optimisation

Entretien régulier: vérification des performances de l'instrument avec des substances standard tous les 3 mois, nettoyage des capteurs et du corps du four.

Fonctionnement normalisé: fixer la méthode d'échantillonnage (par exemple, le degré de compactage), enregistrer le débit de gaz et le taux de réchauffement et d'autres paramètres pour faciliter les expériences de répétition.

Validation croisée: les résultats de l'analyse thermique sont validés en combinaison avec d'autres techniques telles que XRD, FTIR, etc. par exemple, la confirmation par XRD que la température de changement de phase détectée par le TG - DSC est cohérente avec les changements de structure cristalline.

Grâce au contrôle systématique des sources d'erreur et à l'application de méthodes de correction, la précision et la répétabilité des expériences d'analyse thermique synchrone peuvent être considérablement améliorées, fournissant un support de données fiable pour les études de stabilité thermique des matériaux, de dynamique de réaction et autres.