前言：在 DSC（DTA）、DTG 等熱分析圖譜中，經(jīng)常會遇到峰相互疊加的情況，此時計算峰面積就比較困難。通常的熱分析軟件提供了計算“部分面積”的功能（圖 1），即以相鄰峰之間的鞍部為界，計算“邊界”之間的峰面積。

顯然，這種方法并不能準確反映真實的計算結(jié)果，因此耐馳公司的高級熱分析軟件包中提供了專門的峰分離軟件：NETZSCH Peak Separation，以分析實驗數(shù)據(jù)中的疊加峰，給出其中每個峰的信息。需要指出的是，該軟件的應(yīng)用領(lǐng)域遠不局限于熱分析。它的適用范圍包括： Ÿ 熱分析（差熱、熱重） Ÿ 紫外/可見光譜（UV/VIS spectroscopy） Ÿ 紅外、近紅外光譜（NIR- and IR spectroscopy） Ÿ 核磁共振譜（NMR spectroscopy） Ÿ X射線小角散射譜（對于聚合物研究，采用PseudoVoigt 分析，其中的 Gauss 部分可計算其結(jié)晶度）

 

峰分析流程 1. 數(shù)據(jù)輸入 NETZSCH 峰分離軟件具有非常友好的數(shù)據(jù)接口，支持文本文件（ASCII）?？梢娝⒉痪窒抻诜治瞿婉Y儀器的測量結(jié)果，甚至不局限于熱分析測量結(jié)果：可以讀入任何來源、任何尺寸的文本數(shù)據(jù)文件。

2. 峰分離 Ÿ 設(shè)定峰位 Ÿ 定義每個峰的形狀方程 Ÿ 定義基線 Ÿ 設(shè)定擬合參數(shù)范圍 Ÿ 初步計算，以優(yōu)化參數(shù) Ÿ 通過非線性擬合得到參數(shù) Ÿ 擬合曲線輸出首先需要確定數(shù)據(jù)中峰的數(shù)目和位置。耐馳峰分離

軟件提供了手動、自動峰位搜索功能（圖 2），多支持 20 個峰。然后即可定義每個峰的形狀方程，例如 CAUCHY、GAUSS、 PSEUDO-VOIGT (Gauss 峰 和 Cauchy 峰 的加權(quán)組合)、PEARSON-7 (從 Gauss 峰到 Cauchy 峰單調(diào)下降變換)、FRASER-SUZUKI (非對稱 Gauss 峰)等。對于熱分析數(shù)據(jù)一般推薦 FRASERSUZUKI 模型。基線擬合采用 CHEBYSHEV 多項式，階數(shù)可選（高 3 階）。

本軟件的擬合分為兩步：首先由用戶定義擬合參數(shù)范圍（上、下限），并通過初步計算得到一個合理的范圍。這是一個用戶與軟件之間的“互動”過程，即預(yù)計算的結(jié)果通過圖形顯示（圖 3），用戶可以根據(jù)圖形結(jié)果調(diào)整參數(shù)，并重復(fù)預(yù)計算過程直到結(jié)果滿意。這個步驟中可以調(diào)整的參數(shù)有： Ÿ 峰位 Ÿ 峰高 Ÿ 半峰寬 Ÿ 對稱度（僅限 Fraser-Suzuki） Ÿ 精細度（僅限 Pearson）

 

第二步稱為非線性擬合，目的是在得到合理的起始參數(shù)前提下，計算出優(yōu)化的峰參數(shù)（圖 4）。該步驟將 LEVENBERG/MARQUARD 相結(jié)合進行步長優(yōu)化，優(yōu)勢在于其高效率和高穩(wěn)定性。當?shù)螖?shù)達到設(shè)定值，或者擬合離差小于設(shè)定閾值時，擬合過程自動停止。

 

3. 擬合結(jié)果輸出計算結(jié)束后，軟件得到擬合結(jié)果（圖 5）： Ÿ 擬合參數(shù)及其標準偏差 Ÿ 由參數(shù)計算的每個峰（DSC/DTA）的面積，以及峰的起始點、終止點Ÿ 失重量（TG） Ÿ 膨脹量（DIL/TMA） Ÿ 反映擬合質(zhì)量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，例如相關(guān)系數(shù)、離差等 Ÿ 非線性回歸值 Ÿ 迭代終止閾值

 

總結(jié):耐馳公司的熱分析軟件不但涵蓋了所有必要的常規(guī)熱分析數(shù)據(jù)處理功能，而且能夠?qū)崿F(xiàn)更深入的數(shù)據(jù)計算，這充分體現(xiàn)了耐馳公司強大的技術(shù)力量。本文介紹的峰分離軟件只是耐馳高級軟件包中的一小部分，我們將在以后的期刊中繼續(xù)介紹其它的高級軟件。