7個征兆表明您的應(yīng)用將受益于差示掃描量熱儀

在日常分析過程中是否需要觀察塑料材料或無鉛焊料的熱轉(zhuǎn)變和抗熱性能？實驗室是否在高壓力環(huán)境下探索納米材料？是否需要在質(zhì)量控制的過程中，測量牛奶巧克力的熔融分?jǐn)?shù)，還是嘗試測定焦糖的破裂點？

您現(xiàn)在使用的老式差示掃描量熱儀 (DSC) 或其他方法可能無法做到最好。準(zhǔn)確而言，有七個簡單跡象可以幫助您決定實驗室是否需要新設(shè)備。這七個跡象可能會對實驗室里每位同事的工作滿意度產(chǎn)生巨大影響。

您無需親自動手操作DSC儀器即可從我們分享的技巧中獲得有用信息。它們旨在幫助實驗室中的每個人為DSC成功用于每個應(yīng)用場景做出貢獻(xiàn)。

#1 量熱儀會失去熱量信號

量熱儀在運(yùn)行過程中會丟失熱信號，導(dǎo)致裝置內(nèi)加熱不均勻。這種信號損失導(dǎo)致不準(zhǔn)確的測量，并且很可能導(dǎo)致不真實的最終結(jié)果。如果在操作過程中難以控制或保持儀器溫度，這便是實驗室需要升級差示掃描量熱法的第一個跡象。

DSC能夠以高精度和可重復(fù)性測量不同的樣品。因此，為應(yīng)用場景選擇正確的DSC可能需要思考一些事項。在此之前需要了解：

• 需要檢查的樣品種類
• 需要對這些樣品進(jìn)行的測量類型
• 需要使用的具體測試條件

如果應(yīng)用場景需要實時觀察樣品、分析光化學(xué)反應(yīng)或進(jìn)行一般的DSC測量，則可靠的差示掃描量熱儀可為包括研發(fā)和質(zhì)量控制在內(nèi)的全過程提供支持。

日立NEXTA DSC系列可以對聚合物、無機(jī)材料、藥品和食品等執(zhí)行這些測量過程，并確保在-50°C的低溫下實際觀察樣品的結(jié)晶和玻璃化轉(zhuǎn)變，以獲得對材料性能的見解。

#2 量熱儀不支持溫度調(diào)制DSC技術(shù)

溫度調(diào)制DSC （TM-DSC）是一種控制溫度變化的技術(shù)，通過正弦調(diào)制以產(chǎn)生平均速率。這允許同時獲得三個信號。總熱流就像習(xí)慣已久的傳統(tǒng)DSC曲線，而可逆熱流和非可逆熱流可確保用戶獨立了解可逆和動力學(xué)分量。盡管在常規(guī)DSC測量中可逆和非可逆變化重疊，但它們可以通過TM-DSC分離。

當(dāng)玻璃化轉(zhuǎn)變因重疊的不可逆現(xiàn)象而無法從DSC數(shù)據(jù)中明確識別時，TM-DSC特別有用。圖1顯示了TM-DSC如何有效地從標(biāo)準(zhǔn)DSC曲線中分離出玻璃化轉(zhuǎn)變，以便清楚地識別它。

 

TM-DSC還允許直接測量比熱容。圖2顯示了使用MT-DSC的聚氨酯比熱容結(jié)果的示例。

 

#3 測量結(jié)果不具有可重復(fù)性

差示掃描量熱法依賴于溫度和量熱重復(fù)性。這就是不再將樣品和溫度計一起放在烤箱里的原因。

無論樣品池大小如何，連續(xù)量熱測量結(jié)果都需要一致性，以確保數(shù)據(jù)的可靠性。測試實驗室或機(jī)構(gòu)的聲譽(yù)、能力和日常工作都依賴于此。

 

因此，如果測量結(jié)果不具有可重復(fù)性，這很可能意味著需要新的DSC改善應(yīng)用場景。當(dāng)選擇新的DSC時，可自問：我的重復(fù)值需要多精確？

當(dāng)然，這個問題的答案因行業(yè)而異。溫度的輕微變化可能對部分實驗室不會造成問題。但對其他人而言，這可能會損害他們的產(chǎn)品。
始終小心謹(jǐn)慎地選擇差示掃描量熱儀，確保它會提供超出預(yù)期的更精確的重復(fù)值。

#4 基線有所波動

量熱法的可重復(fù)性依賴于準(zhǔn)確一致的基線。一致的基線將確保所觀察到的現(xiàn)象是由樣品引起，并確保針對最微小的熱轉(zhuǎn)變?nèi)阅軌颢@得高置信度的測量結(jié)果。一旦基線發(fā)生偏離，則其他一切測量都會發(fā)生偏離。

日立NEXTA DSC儀器擁有穩(wěn)定的基線，能滿足用戶對穩(wěn)定基線的需求。對于DSC設(shè)備操作員而言，這意味著消除了測量過程中由熱量波動引起的不正確測量。

日立DSC儀器在-150-725°C范圍內(nèi)實現(xiàn)了+/-5µW的高度穩(wěn)定基線，這對許多質(zhì)量控制過程至關(guān)重要。

 

#5 量熱儀忽略了轉(zhuǎn)變之間的微小變化

靈敏度是差示掃描量熱法的核心。這就是那些對錯誤或變化不能接受的行業(yè)使用差示掃描量熱法的原因。

制藥和生物檢測公司經(jīng)常使用DSC設(shè)備來測量：

• 結(jié)合相互作用
• 材料穩(wěn)定性
• 產(chǎn)品純度

DSC測試中的靈敏度不足會導(dǎo)致測量不準(zhǔn)確。它們還減少了可以精確測量的樣品類型。

在超靈敏應(yīng)用場景（如藥品純度測試）中，由于基線不可靠而導(dǎo)致的轉(zhuǎn)換失誤或特性變化可能會危及整個測試周期以及被測產(chǎn)品。

日立NEXTA DSC系列可確保對最微小的熱事件獲得高置信度的檢測結(jié)果。檢測裝置中的加熱爐配備單個或多個熱電偶和三層隔熱爐設(shè)計，與市場上的大多數(shù)其他型號相比，其具有更好的溫度穩(wěn)定性跟蹤能力，同時能抑制基線波動的影響，由此提高在實驗室中進(jìn)行DSC分析的整體可重復(fù)性和靈敏度。

日立NEXTA DSC600使用專有的熱電堆型DSC傳感器，這種傳感器在DSC量熱法中不常用。它能實現(xiàn)0.1µW或更低的高靈敏度，使其成為許多實驗室的通用解決方案，并允許用戶捕捉轉(zhuǎn)變的整個深度。

 

#6 量熱儀降溫效果不好

冷卻裝置有助于減少或完全消除DSC測試過程中麻煩的熱交換。它們還能擴(kuò)展量熱儀可做的測試類型。

加熱后材料冷卻的方式能讓操作員對樣品的性能有更多的了解。

這就是這種方式適合大多數(shù)操作員在工作中使用可與冷卻設(shè)備集成的DSC測試設(shè)備的原因。 如果量熱儀無法與冷卻裝置集成，則可以測量的樣品類型和相變會受到限制。

共有三種冷卻方式可供選擇：空氣冷卻、電子冷卻系統(tǒng)和液氮冷卻系統(tǒng)。

對于任何希望精確控制冷卻溫度的行業(yè)而言，電子冷卻系統(tǒng)是理想之選。使用這種方法可以精確控制冷卻速度，用戶只需要通電使它運(yùn)轉(zhuǎn)即可。受控冷卻速率和最低溫度將受限于用戶正在使用的電子冷卻類型。對于想要測量結(jié)晶或重結(jié)晶的DSC操作員而言，電子冷卻系統(tǒng)是有效分析材料性能的不錯選擇。

液氮冷卻系統(tǒng)是指使用液氮來達(dá)到冷卻效果的系統(tǒng)。在電子冷卻系統(tǒng)受限于受控冷卻速率及其最低溫度的情況下，液氮冷卻系統(tǒng)可實現(xiàn)更好的冷卻速率控制，并提供降低溫度的選項。缺點是需要定期補(bǔ)充真空瓶中的液氮。

如果不知道選擇哪一種冷卻方式，或者認(rèn)為只會偶爾需要液氮冷卻系統(tǒng)，則NEXTA DSC系列可提供雙重冷卻系統(tǒng)，確保所需的靈活性。

 

#7 差示掃描量熱儀不支持DSC系統(tǒng)擴(kuò)展和升級功能

一臺好的量熱儀可以進(jìn)行準(zhǔn)確且可重復(fù)的測量，從而完成工作。但是，一臺具備良好性能的DSC量熱儀可以讓工作變得更輕松，確保通過托管擴(kuò)展來優(yōu)化測試過程，從而擴(kuò)展測試可能性范圍。使用可與附加測量附件配對的量熱儀能確保：

• 測試種類多樣化
• 簡化常規(guī)測試程序
• 最大限度地增加測試量