同步热分析仪(STA)通过同步测量热重(TG)与差示扫描量热(DSC)信号,实现材料热性能的多维度分析。为确保数据可靠性,需定期进行关键维护与校准,重点围绕温度精度与灵敏度优化展开。
关键维护实践
传感器清洁与老化检查
热电偶维护:实验后用无尘布擦拭热电偶表面,避免样品残留物(如氧化物、聚合物)覆盖导致信号衰减。每季度用标准熔点样品(如铟、锌)测试热电偶响应,若熔点偏差超过±0.5℃,需更换热电偶。
天平校准:每月用标准砝码(如100mg、500mg)校准TG天平,确保称量精度≤±0.1%。若环境湿度>70%,需增加校准频率至每周一次,防止水分吸附影响称量。
炉体与气氛系统维护
炉体清洁:每半年清理炉膛内积灰,使用吸尘器配合软毛刷,避免刮伤加热元件。对于高温炉(>1000℃),需检查热电偶保护套管是否开裂,防止氧化铝粉末脱落污染样品。
气体管路检漏:每月用肥皂水检查进气口、出气口及密封圈,确保无泄漏。若使用惰性气体(如氮气),需监测流量稳定性,波动超过±5%时需更换质量流量计。
温度与灵敏度校准实践
温度校准
多点标定法:选用3-5种标准物质(如铟、锌、铝),覆盖仪器量程(如室温至1500℃)。以铟为例,其熔点为156.6℃,若实测值偏差>±0.3℃,需调整仪器温度补偿系数。
升温速率验证:在10℃/min、20℃/min等常用速率下测试标准物质,确保温度滞后时间<5秒,否则需优化加热模块PID参数。
灵敏度校准
DSC信号基线校正:空载运行时采集基线数据,若存在线性漂移(>±5μV/min),需通过软件扣除背景信号;非线性漂移则需检查热电偶连接是否松动。
热流信号标定:使用已知热焓的标准样品(如蓝宝石),在相同实验条件下(如氮气氛围、10℃/min)测试其熔融峰面积,若实测值与理论值偏差>±2%,需调整仪器增益系数。
总结
通过定期维护传感器、炉体与气体系统,并结合标准物质进行温度与灵敏度校准,可显著提升STA数据的重复性与准确性。建议建立校准档案,记录每次校准的参数与结果,为仪器长期稳定性追踪提供依据。对于高精度需求场景(如医药研发),可缩短校准周期至每月一次,并引入第三方计量机构进行溯源验证。