固体、液体物质中比热容检测方案(其它表面测试)

智能文字提取功能测试中

M0L 比热容测试终极解决方案之-- 卡尔维式三维量热仪篇 热容(Heat capacity)：是用以衡量物质所包含的热量的物理量，用符号C表示。等压条件下的热容称定压热容，表示为Cp。 单位量的样品的热容称为比热容，如果根据单位质量的样品计算其热容，则称为“质量热容”，其数值单位为Jg'K。通常所说的“比热容”或者“比热”一般指物质的定压质量热容。它是物质的一项基本物理特性。 常规DSC进行Cp测试时，通常有两种模式： 与相变热、反应热等热量相比，物质的比热产生的DSC信号通常是很微弱的，在DSC图曲线上一般反映为“基线漂移”c Ac 1.线性扫描法。需要进行3次实验即：1.空白实验；2.质量为ms的样品实验；3.已知Cp的质量为mc的标准物质实验。直接使用DSC信号进行计算。Ab， As和Ac分别代表空白实验数据、样品实验数据和已知Cp的校准物质的实验数据，则热容计算公式如下： 样品热容产生的信号响应 相变潜热：28.5(J/g) E号 Qb -Qc 2.阶梯升温法。同样需要进行3次实验。每次实验都采用阶段升温模式，以恒定加热速率3升高△T的温度。每次升温结束后，等待足够长的时间使得信号稳定，使用每个台阶的吸热峰面积进行计算。Qb，Qs和Qc分别代表空白实验数据、样品实验数据和已知Cp的校准物质的实验数据，则阶段温升的平均热容计算公式如下所示： 在卡尔维式三维热流传感器中，热电偶阵列呈三维排列，完全包围样品空间，全方位探测样品与环境间的热交换。 使用常规DSC测试比热容的数据准确度不高，误差可能达到10%甚至更大。究其原因，在于常规DSC的热流传感器的结构。普通的热流型的DSC的传感器使用底部热电偶，只能探测到埚/样品容器底部的热交换， 这就造成： -高灵敏度。比DSC的灵敏度高一至两个数量级-高效率。完全搜集样品的吸放热，效率高达95%以上-电标定。一劳永逸：标定结果适用于任何样品的任何反应，包括比热容测试 1.灵敏度低：造成比热容信号较弱，基线再现性误差造成的Cp测试相对误差较大，通常为5~10%甚至更高， 22.标定准确度差：常规DSC仪器通常采用标准金属的熔融标定，且很大程度受样品形态、反应类型及气氛影响，不适用于Cp测试，因此需要重新选用Cp标样来标定实验。如果标样选择不当，则会很大程度影响样品Cp测试结果的准确性。 -样品适应性，适用于固体、粉末、液体及多相混合物等各种形态的样品测试。各种样品的比热容测试准确度优于98% 3.样品适应性差：普通DSC进行Cp测试时，总是要求样品与坩埚底部保持良好接触以保证导热良好，因此粉末、大块的非均质样品的测试均受到极大限制。另外，因为普通DSC通常使用容积较小的埚数十ul)，且不易密封，所以也难以对液态样品进行测试。 The Fleet of Setaram Calvet Calorimeters CALISTO ThermalAnalysis sorfware 卡尔维量热仪无需使用标准样品进行比热容标定，因此每次测试比热容只需进行两个实验。 连续法实验设定：设定温度范围，扫描速率及恒温时间，得到的Cp测试结果是一条连续的曲线，曲线上每一个点的数据即为此温度的真比热。 阶梯法实验设定：设定温度范围，台阶温差，恒温时间，扫描速率，得到的Cp测试结果是一系列数据点，每一个数据点代表这个温度台阶范围的平均比热容，也可以作为台阶温度中点的真比热。 所有塞塔拉姆卡尔维式量热仪均配备的Calisto具备比热容自动计算功能，轻点鼠标，即可轻松完成。计算得到的Cp数据能以EXCEL格式输出，还可以通过Calisto软件自带的拟合功能输出为多项式形式，并进行外推。 2 选择空白 Cp计算 /区 12 √空买 100 PTN AN A 实验00 期 Bak mPOO 2060V52：24 2001574*100 连续法： NRN 借卡尔维焕发新生的经典方法-DropMHTC96、Alexsys滴落式量热仪 在滴落式量热实验中，样品放置于炉体外部的进样器中，通过自动或手动进样将样品滴落至炉体中，使样品瞬间由室温升至炉体温度，可以获得样品由室温(T1)升温至此温度(T2)所需要的全部热量，即积分峰面积 AH=mCp.dT 则样品的平均比热容为： 如果要得到样品在某一温度Ti的真比热，则需要进行两次实验，分别将炉体温度设置为T2=Ti+AT， T1=Ti-AT，吸热峰面积分别为AH2， AH1，则样品在T1~T2温度区间的平均比热容可作为其温度Ti的比热容： 量热仪使用标准物质(如蓝宝石)进行标定， 实验过程中通常将样品及标准物质交替滴落至量热仪中，取统计平均值进行比热容计算。 Drop滴落方法的优势在于： -瞬间将样品温度升高，从而避免扫描模式所产生的基线再现性误差带来的比热容测试误差。 -一次实验即可得样品升温的总热量，应用于原材料生产等过程的工程数据。 果粉们看过来!苹果只做平板型的东西吗? 2012年12月，美国专利商标局公布苹果所申请的专利发明，题为“来自风能的灵活发电方式(On-demand generation of electricity from stored windenergy)”， Pub. No.：US 2012/0326445 A1从名字上就不难理解这是一项提供发电解决方案的发明。当前的大部分风力发电机是将动能转化为机械能，再转变为电能。而本专利中提出了一种新的系统，借助一种低比热容的流体，将风车转动产生的机械能直接转化为热能，存储于保温容器中，在需要时，通过热交换使用另一种工作流体发电，其工作模式如下： 相图计算—CALPHAD 在相图计算中，需要掌握材料的比热容(Cp)及活化能等参数。常规DSC测试所得Cp数据的误差已成为相图计算中的短板之一，而这个问题却往往被研究者们所忽视。卡尔维式量热仪可以保证比热容测试的高准确度，从而保证相图计算的准确度。 高温热导率(导热系数)的计算 在某些高温热导的测试方法中-如激光热导法-实际直接测到的是材料的热扩散系数(Thermal Diffusivity-a)，需要已知材料的比热容数据，才能计算得到导热系数：：入=a.Cp·p Cp-材料比热容，p-材料密度 比热容数据的准确性往往成为制约导热系数计算的短板，所以唯有保证材料比热容数据的准确性，才有可能保证热导计算的准确性。 适用于精确测定液体样品的比热容。样品池上部连接导管，充满液体，防止样品池内产生蒸发干扰测试数据。具备倒角设计，避免样品池内存留气泡。 阶梯升温法： 测定海水在10°℃，20℃，30℃，40℃的比热容仪器： uSC Evo 样品量：约1mL 针对此种应用，可以使用Setaram的卡尔维式量热仪测定液体的比热容及气化热，同时以C-Therm公司的TCi测定热交换器及流体的导热系数，从而全面定材料选择及工程设计参数。 链接：风能取暖 大连市革镇堡街道羊圈子小区，是中国第一个风电取暖试点区，通过风力发电，再将电能转化为储能材料的热能，实现冬季的市内取暖。如果可以参考此专利的方法，将风能直接转化为热能，则可以期待更高的能量转化率，更好地解决我国北方冬季的取暖问题。 Setaram uSC Evo多通道卡尔维式微量热仪 C-THERM TCi导热系数测定仪 PCM：广义的比热容及其应用你所知道的和不知道的奇妙的比热容应用世界 通常而言，比热容测试只关注测定显热，默认在测试温度范围内样品不发生相变及其他物理、化学变化。而在某些应用领域中，“比热容”的测定也包含测定物质的潜热，如相变热等。 一个典型的例子：相转变材料(PCM)等储能材料，可以用比热容曲线随温度变化的方式定量反映材料在相变过程中的热量吸收及释放，既能测定相变潜热，也可以得到相变前后物质的比热容变化数据。应用领域：建筑、纺织、食品、日用... 下图即为一种相转变材料的比热容测试数据及对应的DSC数据 显热： sensible heat，指当此热量加入或移去后，仅会导致物质温度的变化，而不会导致物质发生相变——即物质不发生化学变化或相变化时，温度升高或降低所需要的热称为显热。例如，家中烧开水，水沸腾前，其温度改变时所吸收的热量就表现为显热。 PCM的典型评价方法 进行线性升/降温实验，通常选用较慢的升降温速率以便模拟自然使用环境。 数据解读： 相变温度：量热曲线吸/放热峰的起始温度及峰值温度 相变热：量热曲线吸/放热峰的积分面积 实例：商业化PCM的性能评价 石蜡基PCM： mp=27℃，△H=184J.-g150mg样品，新样品及老化后样品快速老化后(100次加热/冷却循环)：储热性能没有明显改变：熔融热仍为158-1J.g 但熔点变化较大(0.7℃) 潜热： latent heat， 是指在温度保持不变的条件下，物质从某一相转变为另一相的相变过程中所吸入或放出的热量。任何物质在仅吸入(或放出)潜热时均不引起温度的变化，这种热量对温度变化只起潜在作用。例如水沸腾后，水转变为水蒸气时所吸收的热量。 前段时间网络上沸沸扬扬的55度杯，且不论产品本身技术及品质创意，这个概念也是PCM的一个理想应用方向。 那么问题的实质是什么呢?假设我们向杯中倒入热水，并且想马上喝到它.....在普通杯子中，我们只能依靠自然的热传导和对流(如搅动)来让水降温，，1而如果借助PCM的相变吸热，来吸收热水的热量，使之降温，则可以快速达到适宜饮用的温度。 如果让您设计十款自己的55度杯，那么应该从哪几个方面来考虑问题呢? 核心材料PCM：既然是55度，那么使用的PCM的相变温度应该在55℃附近 材料的使用量m： 参考因素：1.水杯的容量V(mL)；2. PCM的相变潜热H(J/g)；3.PCM的相变温度Tm：4.杯壁材料的质量及比热容Cpw mw； 5.PCM的比热容Cp(J/ g.K)； 6.水的比热容(已知) Cp(H2O)(J/g.K)； 7.倒入杯子的水的 温度To，8.水的最终温度T1 *忽略与外界环境的热交换 Setaram's information 法国塞塔拉姆仪器公司上海代表处法国塞塔拉姆仪器公司广州办地址：上海花园路128号七街区D座201室地址：广州市天河区中山大道西140号电话：+862136368319华港商务大厦C塔1413室传真： +862136368094电话：+86 20 28856592电话：+862028856591 法国塞塔拉姆公司北京办事处 地址：北京市朝阳区马泉营香江北路8号华人写字楼D06室 电话：+861053018215 传真：+861053018216 KEP TechnologieS http：//www.setaram.cn Email： info@setaram.cn 24小时技术服务热线：400-068-6368 比热容，是物质的一项基本物理特性，DSC法因为具有操作简便，测试快速等特点，已经成为比热容测试的一个常用方法。但同时，比热容的测试也一直是DSC的难点之一。与相变热、反应热等热量相比，物质的比热产生的DSC信号通常是很微弱的，在DSC图曲线上一般反映为“基线漂移”。卡尔维式三维热流传感器中，热电偶阵列呈三维排列，完全包围样品空间，全方位探测样品与环境间的热交换。    -高灵敏度，比DSC的灵敏度高一至两个数量级。    -高效率，完全搜集样品的吸放热，效率高达95%以上    -电标定，一劳永逸：标定结果适用于任何样品的任何反应，包括比热容测试    -样品适应性，适用于固体，粉末，液体及多相混合物等各种形态的样品测试。各种样品的比热容测试准确度优于98%。Drop方法的优势在于： - 瞬间将样品温度升高，从而避免扫描模式所产生的基线再现性误差带来的比热容测试误差。 - 一次滴落实验即可得到样品升温的总热量，应用于原材料生产等过程的工程数据。 液体比热池：适用于精确测定液体样品的比热容。-样品池上部连接导管，充满液体，防止样品池内产生蒸发干扰测试数据。倒角设计，避免样品池内存留气泡。