DSC使用技术培训班

TA Instruments- China TA 仪器 － 中国 800-820-3812 www.tainst.com.cn TA(Du Pont) Instruments 热与流变仪使用技术训练班 DSC使用技术训练班(二) for DSC Q 10/Q100/Q1000 从摸象与面相谈起 --谈热分析与流变技术在材料分析所扮演的角色 《涅盘经》记载，在古印度有位国王，一次突发奇想的对身旁的大臣说：「你去牵一只大象来，给瞎子们『瞧瞧』。寡人想他们所说的『瞧』，一定要靠手去摸了。」不久，象牵来了，这批失去视觉的盲人，果然以手去替代眼睛，慢慢地在象身上摸索探究。然后，国王便把这些瞎子集合到跟前，问： 「你们刚才所看到的象，究竟是像什么样子呀！」 于是，这一群盲人里面，其中有一个摸到象牙的，就说象的形状跟一支又粗又大的萝卜一样；另一个摸到象耳的，就说象的形状，和扬米去糠的簸箕一样；第三个摸到象脚的，就干脆说象的形状，类似舂米用的石臼；再下去一个摸到象的背脊的，就说象的形状是一张平坦的床；第五个摸到象的肚皮的，就说象的形状似瓦瓮；第六个摸到象的尾巴的，就说象的形状，跟一条绳索一样……。总之，说来说去，彼此各执一词，谁也不肯承认谁错。而实际上他们所接触到的，仅仅是象的一部份而已！ 《世说新语》记载，有一天曹操要见匈奴的使          者，因为曹操的样子短小精干长得不好看，          于是请大将军崔季珪穿上他的衣服，戴上他           的帽子，坐在曹操的宝座上来代替他召见匈奴的使           者，曹操自己则打扮成一位士兵，站在崔季珪的旁           边。 见完了匈奴使者之后，曹操派了一名间谍去问           匈奴使者，今天见曹操的样子如           何？匈奴使者答曰：「曹操看起来不错，但是站在           曹操旁边拿刀的人，此人才是真英雄也。」曹操知道自己的样子被匈奴使者看穿了，于是就          派人把匈奴使者暗杀了。 历史上的曹操被称为「枭雄」，这个故事说明这位匈奴使者善于看面相，不然怎能看出真英雄的样子呢？面相就是一个人所具有的独特气质，而成为形或色表现于面上形之于外，给人的一种感受。人生的历练，曾经的喜怒哀乐都会写在脸上，所谓「相由心生」，由面相也可以一窥这个人内心世界的奥秘。 看完了以上两则小故事，请回到本篇的主题--谈热分析与流变技术在材料分析所扮演的角色--想想看，每当我们面对未知的样品时，除了外观颜色与味道触感以外，还能够知道这样品的其它的什么吗？这时候我们虽然生得有眼，但是与瞽者何异？利用已经细分为不同模块性能的数种仪器去侦测样品并获得各种特性的响应，集合后就宛如将数个盲人摸象的结果综合起来，牙齿脊背耳朵尾巴脚凑在一块，渐渐拼出较清晰的面貌了。然后，发挥善于”面相”的功力，便可以钻研出这样品丰富内涵了！ 各款热分析与流变仪的性能及差异如下表，供读者一览： 仪器 别 项目 DSC 示差扫描 热卡计 TGA 热重量 分析仪 TMA 热机械 分析仪 DMA 动态机械 分析仪 Rheometer 流变仪 量测基本物理量 比热 焓变化 重量变化 比容 尺寸变化 刚性,模量 黏弹变化 黏度 黏弹变化 基本 应用 Cp, Tg, Tm ,Tc, ∆H,reaction ∆H,crystal- lization ∆H,melting OIT Test Kinetics Residure Solvent or Moisture% Thermal- Stability Composition Kinetics CTE Tg Delamination Multilayer- Analysis Relaxation Modulus Tg Morphology Creep Relaxation Viscoelastic TTS Thermal-Process- Optimum-Study Viscosity Yield Stress Morphology Creep Relaxation Viscoelastic TTS Thermal-and-Speed Process-Optimum- Study 样品 型态 固体 液体 固体 液体 (非挥发性) 固体 (有固定厚长) 固体到胶状体 (有固定尺寸) 胶状体到液体 (有固定形体) 样品量 1~50 mg 10~100 mg 100~1000 mg 100~10000mg 100~50000 mg 操作 难度 简单 简单 普通 复杂 更复杂 需要 学理 高分子物理 高分子物理 高分子物理 高分子物理 黏弹学 高分子物理 黏弹学 流体力学 经验整合能力需求 高 高 高 极高 极高 热分析及流变仪实验室的基本需求 1.室温控制在20~35°C之间 2.环境干净而无尘 3.工作场所通风良好 4.避免仪器直接接受阳光曝晒 5.仪器需放置在水平，稳固且无震动的桌面上 6.仪器用电的电压需稳定，最好加装稳压器 7.若需使用气体洗涤或冷却时，则必须为干净、无油、无水的冷气体。因此，决定在此气体进入仪器前之处理方式。通常被考虑到之前处理设备有：无油无水空气压缩机、氮气产生器、冷冻式气体除湿剂、分子筛干燥器等。 8.若仪器使用的气体要求固定的压力或流量时，则可装设调压阀或流量计作精准的控制。 9.若需用到冷却水时，则需讲究清洁且无水生生物。最好使用纯水，必要时加入抗冻剂、消泡剂或杀菌剂。 第一部分 1、仪器原理与应用简介…………………………………….1-1 2、应用介绍………………………………………………. 第二部分 DSC与TGA简易保养与注意事项…………………………………2-1 第三部分 DSC 操作程序 (Thermal Advantage Software) DSC校正……………………………………………………3-1 DSC实验程序………………………………………………..3-8 结果分析…………………………………………………...3-11 DSC 标准操作程序(Thermal Solution Software) DSC校正…………………………………………………..3-27 DSC实验程序………………………………………………3-34 结果分析…………………………………………………..3-37 第四部分 诡异的DSC图谱……………………………………………4-1 DSC 标准操作程序 (Thermal Advantage Software) DSC 标准操作程序(Thermal Advantage Software) DSC 校正 DSC的校正型式有三种：基线校正(Balance Calibration)、Tzero Calibration-Sapphire Run及炉子常数与温度校正(Cell Constant & Temperature Calibration)。 1-1 DSC基线校正步骤(建议一个月作一次) 不论你现在所使用的仪器模式或是炉子形式，DSC基线校正实验都会以类似的方式执行。依照下列步骤会收集及分析校正资料。步骤如下： 1. 确定Purge gas、Air Cool气体管线已开启与冷却配件(如：RCS)开机妥善 2. 打开主机“POWER” 3. 并打开计算机，载进”Thermal Advantage”或于计算机桌面载进，取得与DSC的联机，如下图。 4. 从炉子中移去所有Sample Pan，并重新盖上盖子(如果是DTA炉子，在炉子加载空的样品杯，然后重新装上加热管和炉子) 5. 设定Purge Gas流量，通常为30~50ml/min 6. 选取工具列中键，将仪器进入校正精灵模式，依序下列步骤，将带领你成功地完成校正步骤。 7. 选取当时仪器的Heat Flow Signals及其您使用的Cooling Unit冷却配件。如Q10-Heat Flow Signal：T1；Q100-Heat Flow Signal：T4；Q1000-Heat Flow Signal：T4P如 Show Fig1-1 Fig 1-1 8. 按【Next】后，选取Cell Resistance & Capacitance. Cell Constant and Temperature Calibration 如Show Fig1-2 Fig 1-2 9. 按【Next】后，编辑的条件，建议使用与实验相同之升温速率，温度设定需大于平时实验之温度范围，编辑完后如Fig 1-3 Fig 1-3 10. 按【Next】，Show Fig1-4 Fig1-4 11. 自动显示出所编辑的方法如下 12. 按【Start Experiment】键开始进行校正 13. 跑完后按【Next】，如Fig1-5，进行下一步Tzero Calibration-Sapphire Run 1-2 Tzero Calibration-Sapphire Run步骤 1. 选择适当的标准物质(蓝宝石)，clear放在样品平台上，red放在参考平台上，并盖上盖子，按【Next】。 Fig1-5 2. 按【Start Experiment】键开始进行校正，结束后按【Next】如Fig1-6进行下一步炉子常数与温度校正 Fig1-6 1-3 DSC炉子常数与温度校正(Cell Constart & Temperature Calibration) *炉子常数 炉子常数是已知的扩散热和以标准材料做量测实验的扩散热之前的比值。实验量出的热是用尖峰面积积分计算出来的，并以样品重量做常态化计算。 *温度校正 这种校正的形式适用来校正仪器的温度。在温度校正实验中收集的数据会由一个应用数据收集的温度校正表里。 *选择适当的已知热性质的标准物质(例:铟) 步骤如下： 1. 秤重后压片(约5mg) 2. 把它放在Cell中的样品平台上 3. 准备一个和装样品同一形式的参考盘放在参考平台上 4. 盖上盖子，按【Next】 5. 编辑方法，Show Fig1-7 a) 在标准物质表定起始熔点温度下约30°C上达平衡 b) 建议使用与实验相同之升温速率把炉子加热，一直加热到表定熔点温度以上约30°C Fig1-7 6. 按【Next】 7. 按【Start Experiment】键开始进行校正 8. 待完成校正程序，即可离开校正精灵模式 9. 跑完后选择工具列中【Calibration Analysis】键，进入校正分析功能 10. 按【Open File】选取校正档案 Show Fig1-8 11. 选取基线校正的档案 12. 拖曳红色坐标选取分析范围 *注意：选取起点范围时尽量选在熔点出现前后10°C，Baseline较平稳处定起点与终点 *若是想重新选取范围，则再按【Analyze】重新分析即可 13. 按【Limits OK】 14. 按【Accept Results】接受分析数据 15. 按【Print】打印分析图谱 Show Fig1-9 Fig 1-9 16. 按【Open File】选取炉子常数与温度校正档案，如步骤11~14， Show Fig1-10 Fig 1-10 2-1 DSC的实验程序 1. 确定Purge gas、Air Cool气体管线已经开启与冷却配件(如RCS)开机妥善 2. 打开主机“POWER”键 3. 打开计算机，于计算机桌面点选，取得与DSC的联机 4. 将5~10mg的样品秤重后依照其型态的不同，而选择使用液态或固态样品盘，再用压片机压片。 5. 将压好的样品置入DSC CELL样品平台上(靠近自己的一方) 6. 准备一个和样品盘型式相同的参考盘放在DSC CELL参考平台上(靠近仪器的一方) 7. 盖上盖子 8. 设定purge Gas流量，通常约为30~50ml/min 9. 选择Calibration/Cell/Temperature Table中确定校正值是否正确，若不正确，请输入校正值或重新校正 10. 选取工具列中【Experiment View】键，于Summary中输入样品信息Show Fig2-1 (附录一) Fig2-1 11. 于Procedure中【Editor】编辑测试条件方法(其中温度不能超过样品的裂解温度)如Show Fig2-2 Fig2-2 12. 于Notes中输入批注 13. 编辑完后按【Apply】 14. 按【Start】开始进行实验 15. 在实验进行中可选取 【Full Size Plot View】、【Plot View】等键来观看实验的实时图形 16. Melt及Cure之后，再来即会开始产生裂解，请立刻停止实验，若是污染DSC Cell时，请立刻作妥善的处理(如为未知样品，请用TGA确定分解温度) 17. 只要在联机(ON-Line)状态下，DSC所产生的数据会自动一次次转到计算机硬盘中，实验结束后，完整的档案便会存取到硬盘里 18. 如果因为某种原因联机失败的话，实验数据仍持续存到主机内的内存，只要不要关机或另外再进行新的实验，数据就不会流失，只要再选择TOOL/Date Transfer之后，便可以强制将内存内的数据转存到硬盘之内 19. 若不主动停止实验的话，则会依据原先载入的方法完成整个实验，假定中途觉得不需要再进行实验的话，可以按【Stop】键停止(数据有存盘)或按【Reject】键停止(数据不存档) 20. 若是实验中出现Error，则可选View/Error Log检视与解决实验上的问题，或立源维修部工程师，我们乐意为您服务。 21. 关机步骤如下： (1) 关掉“POWER” (2) 关掉其它外围配备，如RCS等 22. 结束实验与结果分析后，可将计算机关闭，关闭时将打开的窗口一一关掉后，再按“Shout Down”，这是正常结束程序 3-1结果分析 TA仪器的通用分析程序Universal Analysis Program，可分析各式各样不同的热分析数据资料。在程序中有很多种选择性，可依客户制定图表，也可限制数据范围来作分析。 1. 选择【Universal Analysis】软件，便会显示如下之窗口 Show Fig3-1 Fig 3-1 2. 按File/Open中选择欲分析的档案 Show Fig3-2 Fig 3-2 3. 选好后，便会出现Data File Information窗口 Show Fig3-3 Fig 3-3 4. 在窗口右上角的【Single】按钮上按一下，便会出现如Fig 3-4所示的窗口 Fig 3-4 8. 可在窗口内选择Y与X轴讯号与种类，进入Units选择Y轴与X轴的单位当所有讯号都选择完毕，按OK，屏幕上便出现Fig3-5的窗口 Fig 3-5 5. 选择Analyze底下各种分析功能在选定范围后分析图谱 6. 选择Rescale与Graph底下的功能去调整图形刻度与设定 7. 分析完毕可以由File/Save Session存取分析好的图档，如Show Fig3-6 Fig3-6 部分窗口(Parts of the Window) 在Universal Analysis的窗口上，可大约一次开启10个数据文件，外加一个迭图之曲线图，每一个窗口的抬头，都会显示出数据文件的名称。如下 主要(Main Menu) 主要目录是用来执行档案数据上的各式各样功能。下面表格为主要目录里几个功能选项的说明： Menu 目录 叙述(Description) File 档案 使用档案项目，可开启数据文件，并执行各种不同的功能；如开启窗口、关闭窗口、储存分析、数据输出、执行打印…等等。 Edit 编辑 使用编辑项目，可在现有图形上，执行多种编辑功能；如删除、调整、及图形批注。 Rescale 重新制定 使用重新制定的选择功能，可修改限定重点、重新制定分析范围。修改轴上的量定范围，借着局部放大、缩小现有图形的部分来作分析。 Graph 图表 使用图表项目，可自由选择修改讯号、单位、参数、限定数据、曲线图等来制定图形。 Analyze 分析 使用分析项目可用来选择您要为现有的数据文件作何种分析。此分析项目理所包含的分析种类，都是特别设计，也是目前最实用的。 Tools 工具 使用工具项目，在现有图形中作各种不同功能的运用；如把图形变平、变弯、变圆，也可在两轴上执行线条的变形。如果改变心意，也可将整个曲线移开。 View 检视 使用检视项目，可借着运用Report Editor程序，来检阅并编辑报告。 Window 窗口 使用窗口项目，可连结屏幕上数个开启的窗口。 Help 帮忙 使用帮忙项目，可运用快捷方式找到Help的主题内容、在线查询手册、及产品数据。 工具列(Tool Bar) 在Universal Analysis的主要窗口上，有一个工具列图表，只要在图表按钮上点一下，便可执行出主要目录项目之操作相同功能的效果。 可执行主要目录上的档案【File】/选项【Options】，在窗口上会显示出整页的工具项目，可设定、圈选最常使用的工具项；如下图所设定的一些最常用工具列。若记不住每一个插图按钮的用法，可将光标移到插图按钮上，再按钮下方便会出现一个长方形，上面写着工具项名称。这个就是所谓的实时辅助flyover help。 执行基本程序操作Performing Basic Program Operations 本段落将介绍这本手册中的三个基本操作事项：重新制定Rescaling、积分尖峰分析Integrate Peak Analysis、取得报告Obtaining Reports。详细内容可参考Universal Analysis在线查询手册，或其它数据的讲解。 重新制定图形范围Rescaling the Graph 通常在执行曲线分析时，会选定局部曲线加上缩小放大来作分析，可直接使用缩放方块，或在Rescale选项中选取。 使用缩放方块Using the Zoom Box 使用缩放方块是重新设定rescale的最快方法。很轻易的使用鼠标，在区在线作局部放大分析。请依照下列指示来进行局部缩小放大。 1. 将光标点在要放大的区域上，按下鼠标左键不放并移动鼠标，便会在原来的光标上出现缩放范围虚线框框，继续移动鼠标，把所要放大的曲线范围，用虚线框住。 2. 放开鼠标，确认所选的范围无误，再将光标移到框框内，在鼠标左键按一下，便可出现放大图。 可以重复使用上面介绍的放大步骤，来放大区在线的小区域，若要还原到刚刚的选择范围，只要按Ctrl-U即可。 使用窗体重新设定范围Rescaling Using the Menu 也可以执行其它特定种类的重新设定操作方法；从主要窗体里选出Rescale，便会显示副窗体，从副窗体的选项中，选择要执行的项目。 下面图表格将针对副窗体的功能作进一步的介绍： Menu Item 窗体选项 叙述Description Manual 手动设定 藉由输入数字号码来设定范围。 Cursor 滑动游标 使用可滑动绘图光标，来重新绘制图形。 Zoom Out 缩小镜头 当选择使用缩小镜头的选项时，会使原来的影像缩小；在此选项上每按一下，便可做比率性的缩小 Previous Limits 先前设定范围 在刚得到的图形屏幕作任何尺度改变之前，选先前设定范围的选项可重新绘图；只有在Rescale选项上，重新设定的尺度范围会受影响，其它颜色及批注不变。再一次选择先前设定范围，图形会回到刚刚的上一张图表。 快捷方式Ctrl-U Full Scale 完整范围 从数据文件中，得到的第一次图形是具备完整范围的图形。此图形会依据选定轴本身的最大值与最小值，自动显示出完整范围。 Common Scale 一般范围 (适用双轴或双轴以上的图形)，调整一般的轴(具备相同单位)，使它与所选定的轴具相同范围。 Stack Axes 堆积轴 (适用双轴或双轴以上的图形)，当选定堆积轴时，需调整Y轴，当轴上的曲线会自动一个迭上一个；且任何一个轴上的曲线不会迭排在任何一个轴上。 曲线分析Analyzing the Curve 执行分析用的窗体： 在主窗体上选Analyze(如右图为DSC的分析窗体)，或，将光标移到图形范围内，点一下鼠标的右键，便会显示出如右图的抽取式窗体。 我们将于下一表，针对一般分析general analyze的选项内容，作简略的介绍。 关于Analyze选项的进一步讯息，请参考其它文献数据，或在Universal Analysis程序中作在线查询。 Options 选项 叙述Description Integrate Peak 反应峰积分 计算转换时的热量、温度开始溶解点、最高温度点、及反应峰区域。 Peak Max 最高尖峰 衡量从底线到反应峰的最高高度。 Glass Transition 玻璃转换 衡量聚合物的玻璃转移点，或计算由开始点、经过每一阶段的改变、到结束的温度转换点。 Onset Point 起始点 衡量任何热量由起始点到斜线改变的热转移。 Oxidation Temp/Time (DSC only) 氧化 温度/时间 (只限DSC) 衡量样本在氧化环境中的氧化温度起始点或时间起始点。 Slope 斜线 计算选定曲线区域的平均斜线。 Running Integral 执行积分 加上其它曲线一起规划数据积数。 Curve Value 曲线值 衡量在X、Y坐标中，作任何曲线的值。 Point Value 点值 衡量在X、Y坐标中，特定图形范围内各点的值。 Analysis Range 分析范围 使用Analysis Range选项，从原来的X轴部分，来设定分析范围；如此便可限制住我们所选定要做分析的数据。对分析功能而言，只要是选定范围外的数据，都会被视为隐形，而且曲线上已在执行的分析也会继续维持下去。 反应峰积分Integrate Peak 在这个段落我们将使用反应峰积分线性分析integrate peak linear analysis选项来说明基本分析步骤。将这些基本分析步骤，运用在通用分析Universal Analysis程序中的各项分析。若需要进一步了解，请参考Thermal Advantage Universal Analysis的在线查询或其它文献参考。 进行Analyze/ Integrate Peak/ Linear这几个选项步骤，及线性基准线来执行反应峰积分。线性基准线是一条被画在介于开始Start与结束Stop之间的直线。 线性基准线通常用在基准线直接地(或线性地)与时间有异的时候。 1. 若不只一个Y轴，则需选定欲分析之轴 2. 在主要窗体或抽取是窗体上选取Analyze/ Integrate Peak/ Linear或再 的按钮上按一下，记号markers便会显示出来。 3. 要开始(转移之前)作第一个基准线记号的曲线位置上，按两下鼠标；而后下面的光标便开始活动。 4. 在想要结束(转移之后)的曲线位置，按两下鼠标于基准在线，便可定位第二个记号。 5. 按右键显示出Analyze的抽取式目录，选取Accept Limits(或按Enter键)。反应峰积分的分析结果便会显示出来。 使用报告编辑Using the Report Editor 报告编辑程序是包含在通用分析Universal Analysis中的独立程序，可以用来显示、编辑、插入及打印报告。您也可以把它运用在文章的撰写、编辑与打印。 请按照下面的步骤，来进行通用分析报告的检视、编辑与打印。 1. 选出要打印曲线报告的窗口：您可以藉由Windows目录来选取，也可以直接在档案窗口上点选。 2. 从检视View目录上作功能选项，选定后，报告编辑程序会自动开启，并与报告同时显现出来。 3. 在报告编辑程序目录上，可找到编辑或打印的功能选项。 Options 选项 叙述Description Results Report 结果报告 使用此功能检视分析并作成书面报告。 Data Table 数据图表 使用此数据图表功能显示样本数据报告，并从数据文件中点示出原始资料。若用在较多样化的数据上，譬如频率或振幅等，每一个多样化的值，都会有一个各别的数据图表 Parameter Block 参数区 使用参数区功能，可浏览所有实验参数表，这些参数都是当时曾经被用来取得数据的参数，并加以储存在数据文件中。 Method Log 方法纪录表 使用方法纪录表功能，可浏览所有纪录过的方法，这些方法都是当时曾经被用来作为资料的取得。每一个实验方法，都是由一群事先设计好的解说程序单元所组成，这些单元都会被输送到要做分析的仪器中 Report Editor 报告编辑 使用报告编辑功能，可开启报告编辑程序，我们将于下一个单元作进一步的介绍。 下图为结果报告范例： 储存结果与程序过程(Saving the Results and Program Session) 如果要储存分析结果，或整个实验的过程，可下列做法： 1. 从主目录上选取【File/ Save Analysis】，可将现有的分析，储存到档案数据中供未来使用。 2. 从主目录上选取【File/ Save Session】，可将现有已分析档案储存到档案数据中供未来使用，亦可储存迭图的分析结果。 离开程序(Exiting the Program) 当完成数据分析后，可以从主目录上选取【File/Exit】来离开程序。 附录一 Advantage 工具列 按 键 功 能 Start：开始实验 Stop：停止实践并纪录停止前之数据 Reject：停止并放弃实验数据 Hold：暂停实验，除非按Resume继续实验或是按Stop停止实验 Resume：解除暂停的指令，使实验得以继续下去 RealTime Plot Full Screen View：用全屏幕观看实时窗口 RealTime Plot Pane View：除了实时窗口外还可观看讯号格、方法步骤格、顺序格 Experiment Pane View：除了实时窗口、讯号格、方法步骤格、顺序格之外还可观看实验窗口，同时实验窗口也是编辑实验名称、档名与方法等的地方 Reset Autosampler：执行Reset Autosampler LNCS Fill：执行LNCS自动填满 Instrument Setup：进入仪器装置窗口 Table Pane View：将前述各个View内的内容以表格化的方式展现出来 Calibration Analysis：进入校正程序的分析窗口 Instrument Preferences：进入仪器优先领域 User Preferences：可开启使用者偏爱窗口，如此可在里面设定使用者喜爱的型式 File Utility：进入档案实用窗口 Error Log：进入错误窗口 Wizard：进入实验精灵窗口 Wizard：进入校正精灵窗口 Universal Analysis：可开启分析软件 附录二 选项Segment 叙述Description 温度跳动 【Jump】 温度跳动步骤会立刻改变设点温度，造成样品温度呈弹跳式的改变。这个步骤然后可允许下一个步骤的立即执行(接下来的步骤通常是定温步骤)。注意使用这个步骤可能会造成巨大的温度超越量(overshoot)。这项步骤不会自动起始数据收集动作。 平衡温度 【Equilibrate】 平衡温度步骤会加热或是冷却样品到达定义温度，以加热器让样品在此温度上达到稳定，然后继续执行下一个步骤，这个步骤不会自动起始数据收集。 起始温度 【Initial Temperature】 起始温度步骤会把加热炉加热或冷却到定义温度，在这个温度上达到稳定，然后维持这个温度直到继续执行实验，你可以选择主要菜单中的控制/重新开始功能。按下仪器控制键板上的开始(START)键。当温度已经达到稳定后，仪器状态显示列上将会出现“ready”。这个步骤不会自动起始数据收集。 例如：Initial Temp200°C：起始温度设定200°C 升温梯度 【Ramp】 升温梯度步骤会以固定比率加热或是冷却样品直到定义的温度，它会在温度和时间的关系图上产生一条直线。这个步骤会自动打开数据收集，除非预先执行关闭数据收集步骤。 例如：Ramp10°C/min to 200°C 以每分钟10°C的速率升温到200°C。 定温 【Isothermal】 定温步骤会把样品温度维持在当前的温度(如果前一个步骤所设定的)一段特定的时间。这个步骤会自动打开数据收集，除非预先执行关闭数据收集步骤。 例如：Isothermal for 10 min 保持原温度10分钟 定轨 【Iso-track】 定轨步骤使用样品温度取代加热炉温度，以作为控制加热器温度的回授讯号。这个步骤会自动打开数据收集，除非预先执行关闭数据收集步骤。 例如：Iso-track for 10 min 保持定轨10分钟 阶梯温变 【Step】 阶梯温变会让温度在每个特定的时间间隔里跳动一定度数的温度，一直到达到最终温度为止。这个步骤会自动打开数据收集，除非预先执行关闭数据收集步骤。 例如：Step 5°C /2min to 200°C以每两分钟内升温5°C一直到200°C。 定额温变 【Increment】 定额温变步骤会依控制步骤升高或降低定额温度，让温度平衡，然后开始下一个步骤。 例如：Increment 5°C 升温5°C 重复【Repeat】 重复步骤可以依指示名称重复执行步骤，它可以让方法中的单一步骤或是一群多个步骤重复特定的数目。 例如：Ramp5°C /min to 200°C 以每分钟5℃的速率升温到200°C。 Ramp5°C /min to 50°C 以每分钟5°C的速率降温到50°C。 Repeat segment 1 for 2 times 重复步骤1两次(含上2步骤) 重复到最终温度 【Repeat Until Final Temp】 重复到最终温度步骤可以重复执行方法中的单一步骤或是一群多个步骤直到达到或是通过最终温度。 例如：1.Equilibrate at 50°C 在50°C上达到平衡。 2.Isothermal for 5 min 保持等温5分钟。 3.Increment 10°C 升温10°C Repeat segment 2 until 200°C 重复步骤2到200°C 依限定条件跨入下一步骤 【Abort Next Segment on Limit】 依限定条件跨入下一步骤让你可以在符合指定的限制条件时，跳过或是终止其它的方法步骤。然后实验会继续进行下一个步骤。 如果在步骤一开始即达到限定条件，此步骤会被跳过，然后方法会继续执行下一个步骤。 【依限定条件跨入下一步骤】执行到一半时达到的，此步骤剩下的部分会被跳过。 注意：限定步骤通常是接在升温梯度、定温、定轨步骤之后的。 例如：Equilibrate at 200°C 在200°C上达到平衡 Abort next segment of mW>1 功率>1mW时跨入下一步骤 Isothermal for 100min 保持等温100分钟 取点间隔【Sample Interval】 取点间隔步骤让你可以定义或是修改数据收集的速率。(单位：秒/点) 例如： sampling interval 0.2 sec/pt 取点间隔每0.2秒取一个数据点 气体【Gas】 气体步骤是用来控制连结在气体附属辅助功能(GSA)上的气体1和气体2之间的切换。这个步骤是用来在实验中的指定时间或温度上作同步气体切换。 例如：Select Gas1 选择使用气体1 物件【Event】 对象步骤控制外接对象透过仪器背面的对象闸作转接。它是用来在实验中，针对外接硬件作同步控制的工作。 例如：External Event：On 打开外接对象 数据储存 【Data Storage】 数据储存步骤控制实验中的数据收集工作。如果没有使用数据储存步骤，数据储存会再方法中第一次执行升温梯度、定温、定轨、或是阶梯温变步骤的时候自动启动。 例如：Data Storage：On 打开数据储存 空气冷却 【Air Cool】 空气冷却步骤控制内部连到压缩空气上的冷却电子圈筏。(空气冷却特征) 注意：在DSC仪器上面的DTA炉子上不能使用空气冷却步骤。 例如：Air Cool：On 打开空气冷却功能 LNCA控制 【LNCA Control】 LNCA控制步骤控制由LNCA提供给仪器的冷却量，这个步骤提供下列的控制模式：关闭(off)、标准(standard)或是急速(high)。 例如：LNCA Control：Standard 采用标准LNCA控制模式 小心：不要在-100°C以下的温度使用急速的设定，仪器可能会结霜。 注意：这项步骤不能用在DTA炉子、施压DSC炉子、或是附加RCS或MCA的DSC炉子上。 标示循环终止 【Mark Cycle End】 标示循环终止步骤是再使用数据分析程序十在数据上加上标示。一般试用卷标提供数据的快速剖析，以分离实验步骤(即加热-冷却周期)。循环终止代号会在每次使用到此步骤时由0自动增加标记数，因此可以提供执行周期次数的计算。 例如：Mark end of cycle 0 循环终止标示为0 高解析升温速率 【High Resolution Ramp】 高解析升温速率步骤依照样品的分解速率改变加热器的加热/冷却速率，这样可以改进重量改变的分解方式。 例如：Ramp 50°C/min res. 4.0 to 800°C 以每分钟50°C的速率增温到800°C，分辨率4.0 高解析灵敏度 【High Resolution Sensitivity】 高解析灵敏度步骤设定关于高分辨率坡度增温步骤的一个附加参数，这个参数可以用来调整高解析样品在温度控制计算上的反应。对于在分解机制上变化性大的典型样品，有时候会必须使用这个步骤。敏感度设定值是一个无单位的数值，他的范围从1.0(敏感度最低)8.0(敏感度最高)之间。敏感度高倾向于延长实验时间。 例如：High Resolution Sensitivity 2.0 高解析灵敏度2.0 振幅温度 【Modulate Temperature】 振幅温度步骤让你可以输入特定的振幅震荡和范围(频率)参数，可以用在后续的升温梯度或是定温步骤。 例如：Modulate +/-0.5°C every 60 secs 每隔60秒重调温度到正负0.5度以内 DSC 标准操作程序 (Thermal Solution Software) DSC 标准操作程序 (Thermal Solution Software) DSC 校正 1-1DSC基线校正步骤(建议一个月作一次) 不论你现在所使用的仪器模式或是炉子形式,DSC基线校正实验都会以类似的方式执行 1. 确定Purge gas、Air Cool气体管线已经开启与RCS开机妥善(若有使用) 2. 打开主机“POWER”与“HEATER”键 3. 打开计算机,载进“Thermal Solution”,取得与DSC的联机 4. 从炉子中移去所有Sample Pan,并重新盖上盖子(如果是DTA炉子,在炉子加载空的样品杯,然后重新装上加热管和炉子) 5. 设定Purge Gas流量,请参考Table2-2 6. 选取工具列中【MODE】键,把仪器设定为校正模式,按OK Show Fig1-1 Fig 1-1 7. 在工具列中选出实验参数按钮 ,或在仪器目录上选DSC/Parameters/Experiment, ,输入所需的数据与编辑文件名,如Fig1-2所示 *注意:Sample Size输入0mg !! Fig 1-2 8. 从工具列中选 或从仪器目录Instrument menu上选定Method/Editor,编辑校正方法,建议使用与实验相同之升温速率把炉子加热,通过大于平时实验之温度范围 Show Fig 1-3 Experiment: 1.Equilibrate at 25°C 2.Ramp 10°C /min to 250°C Fig 1-3 9. 回到实验参数窗口,将编好的方法档名,于Method File内Load进去 10. 按【Start】键开始进行校正 11. 跑完后选择DSC/Calibrate/Analysis之校正分析功能,选择校正档案,按Open,然后选(Baseline),按OK ,如图Fig1-4 Fig 1-4 12. 选择Analysis/Analysis 13. 拖曳红色坐标选取分析范围 *注意:选取起点范围时尽量不要选刚开始10℃内的数据 14. 选好后按Analysis/Limits OK 15. 按Analysis/Accept 接受分析数据 16. 按【Print】打印分析图谱 Show Fig1-5 Fig 1-5 1-2 DSC炉子常数与温度校正步骤(建议一个月作一次) 1. 选择适当的已知热性质的标准物质(例:铟) 2. 秤重后压片(约5mg) 3. 把它放在Cell中的样品平台上 4. 准备一个和装样品同一形式的参考盘放在参考平台上 5. 盖上盖子 6. 检查清净气体有没有连好,并且设定流量(参考Table2-2) 7. 选取选取工具列中【MODE】键,把仪器设定为校正模式,按OK 8. 选择DSC/Method/Editor编辑并储存DSC校正方法 (a)在标准物质表定起始熔点温度下约30℃上达平衡 (b)建议使用与实验相同之升温速率把炉子加热,一直加热到表定熔点温度以上约30℃,以铟的编辑方法如下 EX: 1.Equilibrate at 130°C 2.Ramp 10°C /min to 180°C 9. 选择DSC/Parameters/Experiment,且输入所需的数据并加载校正方法与编辑档名 10. 按【Start】键开始进行校正 11. 跑完后选择DSC/Calibrate/Analysis之校正分析功能,选择校正档案,按Open,然后选(Cell Constant) ,按OK ,如图Fig1-6 Fig 1-6 12. 选择Analysis/Analysis 13. 拖曳红色坐标选取分析范围 *注意: 选取起点范围时尽量选在熔点出现前后10℃,Baseline较平稳处定起 与终点 14. 选好后按Analysis/Limits OK 15. 按Analysis/Accept 接受分析数据 16. 按【Print】打印分析图谱 Show Fig1-7 Fig 1-7 17. 选择DSC/Calibrate/Analysis之校正分析功能, 选择校正档案,按Open, 然后选(Temperature),如图Fig1-8 Fig 1-8 18. 选择【Analysis】 19. 拖曳红色坐标选取分析范围 *注意: 选取起点范围时尽量选在熔点出现前后10°C,Baseline较平稳处定起 与终点 20. 选好后按Analysis/Limits OK 21. 按Analysis/Accept 接受分析数据 22. 按【Print】打印分析图谱 Show Fig1-9 Fig 1-9 2-1 DSC一般实验程序 1. 确定Purge gas、Air Cool气体管线已经开启与RCS开机妥善(若有使用) 2. 打开主机“POWER”与“HEATER”键 3. 打开计算机,载进“Thermal Solution”,取得与DSC的联机 4. 将样品秤重后压片,Table2-1列出各类样品建议使用的克数 Table 2-1 类型 毫克数 金属或化学熔点 ＜5mg 高分子Tg或Tm 10mg 复合物或聚掺物 ＞10mg 5. 设定purge Gas流量,Table2-2列出建议流量 Table 2-2 机型 Purge(ml/min) Cool(ml/min) Vacuum(ml/min) DSC10/910 50 75* 75* DSC912 25 75* 75* DSC2920/2910/2010 50(N2) 50* 25(He) 25* “*”符号代表实验在常温以下,或使用RCS才使用之 6.打开【MODE】选择实验模式,按OK Show Fig2-1 Fig 2-1 6. 选择DSC/Parameters/Temperature Calibration中确定校正值是否正确,若不正确,请输入校正值或重新校正 Show Fig2-2 Fig 2-2 7. 从工具列中选 或从仪器目录Instrument menu上选定Method/Editor,编辑方法(其中温度不能超过样品裂解温度) 8. 选择DSC/Parameters/Experiment, 或从工具列中选出实验参数按钮 输入所需的数据并加载实验方法与编辑档名 9. 确定DSC温度在常温左右 10. 将压好的样品放入DSC Cell样品平台上,参考空盘放入DSC Cell参考平台上 11. 盖上盖子 12. 按【Start】开始实验 13. 在实验进行中可选取 【Real Plot Full Screen View】、【Real Plot PaneView】等键来观看实验的及时图形 14. Melt及Cure之后,再来即会开始产生裂解,请立刻停止实验,若是污染DSC Cell时,请立刻作妥善的处理(如为未知样品,请用TGA确定分解温度) 15. 只要在联机(ON-Line)状态下,DSC所产生的数据会自动一次次转到计算机硬盘中,实验结束后,完整的档案便会存取到硬盘里 16. 如果因为某种原因联机失败的话,实验数据仍持续存到主机内的内存,只要不要关机或另外再进行新的实验,数据就不会流失,只要再选择TOOL/Date Transfer之后,便可以强制将内存内的数据转存到硬盘之内 17. 若不主动停止实验的话,则会依据原先载入的方法完成整个实验,假定中途觉得不需要再进行实验的话,可以按【Stop】键停止(数据有存盘)或按【Reject】键停止(数据不存档) 18. 若是实验中出现Error,则可选View/Error Log检视与解决实验上的问题,或通知维修部 19. 关机步骤如下 (1)关掉“HEATER” (2)关掉“POWER” (3)关闭其它外围配备,如RCS等 20. 结束实验与结果分析后,可将计算机关闭,关闭时将打开的窗口一一关掉后,再按“Shout Down”,这是正常结束程序 3-1结果分析 1. 选择【Start/Programs/ Thermal Solution】执行【NT/Univeral Analysis NT】或在快捷方式的插图上按两下,便会显示如下之窗口 Show Fig3-1 Fig 3-1 2.File中选择档案 Show Fig3-2 Fig 3-2 3.选好档案后按OPEN,便会出现Data File Information窗口 Show Fig3-3 Fig 3-3 4.在窗口右上角的【Single】按钮上按一下,便会出现如Fig 3-4所示的窗口 Fig 3-4 5.可在窗口内选择Y与X轴讯号与种类 6.当所有讯号都选择完毕,按OK,屏幕上便出现Fig3-5的窗口 Fig 3-5 7.实验结果分析 部分窗口(Parts of the Window) 在Universal Analysis的窗口上，可大约一次开启10个数据文件，外加一个迭图之曲线图，每一个窗口的抬头，都会显示出数据文件的名称。如下 主要目录(Main Menu) 主要目录是用来执行档案数据上的各式各样功能。下面表格为主要目录里几个功能选项的说明： Menu 目录 叙述(Description) File 档案 使用档案项目，可开启数据文件，并执行各种不同的功能；如开启窗口、关闭窗口、储存分析、数据输出、执行打印…等等。 Edit 编辑 使用编辑项目，可在现有图形上，执行多种编辑功能；如删除、调整、及图形批注。 Rescale 重新制定 使用重新制定的选择功能，可修改限定重点、重新制定分析范围。修改轴上的量定范围，借着局部放大、缩小现有图形的部分来作分析。 Graph 图表 使用图表项目，可自由选择修改讯号、单位、参数、限定数据、曲线图等来制定图形。 Analyze 分析 使用分析项目可用来选择您要为现有的数据文件作何种分析。此分析项目理所包含的分析种类，都是特别设计，也是目前最实用的。 Tools 工具 使用工具项目，在现有图形中作各种不同功能的运用；如把图形变平、变弯、变圆，也可在两轴上执行线条的变形。如果改变心意，也可将整个曲线移开。 View 检视 使用检视项目，可借着运用Report Editor程序，来检阅并编辑报告。 Window 窗口 使用窗口项目，可连结屏幕上数个开启的窗口。 Help 帮忙 使用帮忙项目，可运用快捷方式找到Help的主题内容、在线查询手册、及产品数据。 工具列(Tool Bar) 在Universal Analysis的主要窗口上，有一个工具列图表，只要在图表按钮上点一下，便可执行出主要目录项目之操作相同功能的效果。 可执行主要目录上的档案【File】/选项【Options】，在窗口上会显示出整页的工具项目，可设定、圈选最常使用的工具项；如下图所设定的一些最常用工具列。若记不住每一个插图按钮的用法，可将光标移到插图按钮上，再按钮下方便会出现一个长方形，上面写着工具项名称。这个就是所谓的实时辅助flyover help。 执行基本程序操作Performing Basic Program Operations 本段落将介绍这本手册中的三个基本操作事项：重新制定Rescaling、积分尖峰分析Integrate Peak Analysis、取得报告Obtaining Reports。详细内容可参考Universal Analysis在线查询手册，或其它数据的讲解。 重新制定图形范围Rescaling the Graph 通常在执行曲线分析时，会选定局部曲线加上缩小放大来作分析，可直接使用缩放方块，或在Rescale选项中选取。 使用缩放方块Using the Zoom Box 使用缩放方块是重新设定rescale的最快方法。很轻易的使用鼠标，在区在线作局部放大分析。请依照下列指示来进行局部缩小放大。 1.将光标点在要放大的区域上，按下鼠标左键不放并移动鼠标，便会在原来的光标上出现缩放范围虚线框框，继续移动鼠标，把所要放大的曲线范围，用虚线框住。 2.放开鼠标，确认所选的范围无误，再将光标移到框框内，在鼠标左键按一下，便可出现放大图。 可以重复使用上面介绍的放大步骤，来放大区在线的小区域，若要还原到刚刚的选择范围，只要按Ctrl-U即可。 使用窗体重新设定范围Rescal