NB/SH/T 0859-2013 化学物质热稳定性的测定 热分析法
规定了采用差示扫描量热法（DSC）确定微量试样发生焓变的近似温度和焓值的方法，以及采用差热分析法（DTA）确定微量试样发生焓变的近似温度的方法。
证据说明：本页内容依据起源标物库内该标准原文整理（标注「〔待核〕」处为 〔原文不清〕），个别数值与现行状态请以标准原页和产品证书为准。
适用范围
规定了采用差示扫描量热法（DSC）确定微量试样发生焓变的近似温度和焓值的方法，以及采用差热分析法（DTA）确定微量试样发生焓变的近似温度的方法。 1.2 适用于以固体、液体或浆状形式存在的试样。 1.3 适用于在惰性气体或活性气体中进行的试验，温度范围为 27 ℃~1200 ℃。 1.4 采用国际单位制［SI］单位。 1.5 应用可能涉及某些有危险性的材料、操作和设备，但并未对与此有关的所有安全问题都提出建议；用户使用前有责任制定相应的安全和防护措施，并确定相关规章限制的适用性。特殊的安全注意事项见第 8 章。 不适用：现有资料未提供明确"不适用"条款；前言说明本标准删除了关于带压力的试验以及相关的定义、方法等（我国已有现行石化行业标准对带压力的试验进行规范）。
方法原理
在 DSC 或 DTA 试验中……（原文此处 〔原文不清〕残缺，〔待核〕（〔原文不清〕）） 4.2 将待测试样和参比材料分别放在两个相同的样品容器里。 4.3 以 2 ℃/min（原文此处 〔原文不清〕疑为"2C/min"，〔待核〕（〔原文不清〕））的加热速率，在平衡气氛中，同步加热试样和参比材料。以热流（Δq）或温差（ΔT）为纵坐标，以温度（T）或时间（t）作为横坐标记录分析曲线。 4.4 当试样发生焓变时，基线就会发生偏移并出现吸热峰或放热峰。 4.5 DSC 试验测定和报告外推起始温度（T₀）、峰值温度（Tₚ）以及焓变（ΔH）；DTA 试验测定和报告峰值温度（Tₚ）。
主要仪器
本标准所使用的仪器为差示扫描量热仪（DSC）和差热分析仪（DTA）。 7.2 差示扫描量热仪（DSC）和差热分析仪（DTA）由以下部分组成： 7.2.1 样品室应包括： 7.2.1.1 炉子：能将试样和参比材料同步加热到恒定的温度或者以恒定的加热速率将温度控制在所需要的范围。 7.2.1.2 温度传感器：能指示试样的温度并精确到±0.5 ℃之间。 7.2.1.3 差值传感器：检测试样和参比材料之间的温度差或热流差，灵敏度 0.1 ℃或 0.2 mW。 7.2.1.4 能够以 50 mL/min±5 mL/min 的速率维持样品室的惰性（如氩气、氦气、氮气）或活性（如空气）气氛的装置。 7.2.1.5 温度控制器：通过控制加热炉，在选定的温度范围内（27 ℃~1200 ℃）以 2 ℃/min~20 ℃/min（稳定在 0.1 ℃/min）的速率控制变温过程。注：如果使用合适的冷却系统，试验温度范围可以降低到-153 ℃，在设备允许的情况下，温度范围可以升高到 1400 ℃或更高的温度。 7.2.1.6 记录仪：数字式或模拟式，能完整记录并显示以热流差或温差为纵坐标、温度为横坐标的曲线，包括信号噪音。 7.2.2 如进行低温试验，则需要安装能使样品室迅速冷却的冷却系统，并在低温维持恒定。 7.3 样品容器（样品盘、坩埚、小容器等）：不与试样和参比材料发生反应，具有合适的完整的结构和形状，能按试验的需要盛装试样和参比材料。 7.4 天平：能称量不小于 100 mg 试样或容器或二者之和的天平，灵敏度至少为 10 μg。
试剂与标准物质
在测试范围内，参比材料不能有任何热反应。典型的参比材料包括高温煅烧过的氧化铝、玻璃珠、硅油或空容器。 7.2.1.4 注1：当空气中的氧气对试验结果有影响时，应使用纯度在 99% 以上的氮气、氦气〔原文不清〕）、氩气。除非需要研究湿度的影响，否则推荐使用干燥的气体，尤其在低温下进行实验的时候必须注意这一点。 试验气体：惰性（如氩气、氦气、氮气）或活性（如空气）气体。 其他试剂配制：现有资料未提供。
关键条件
试样量：DSC 试验中试样量一般为 5 mg，如果信号大于 8 mW，应适当减少试样量；DTA 试验中试样量一般为 50 mg，如果信号大于 20°（原文单位缺失，〔待核〕（〔原文不清〕）），应适当减少试样量。注：为了保证安全，对于未知试样，初次试验的试样量建议为 1 mg 或以下，如果确认放热反应不剧烈，可逐步增加试样量。 11.2 加热速率：一般为 10 ℃/min~20 ℃/min。如果放热反应紧接着吸热反应（见 3.3 注和图 3），推荐使用较低的升温速率，如 2 ℃/min~6 ℃/min。注：外推起始温度和峰值温度都会受到加热速率的影响，只有使用相同加热速率得到的结果才具有可比性。 11.3 温度范围：一般为 27 ℃~1200 ℃。 7.2.1.4 供气速率：50 mL/min±5 mL/min；注2：可以使用其他供气速率，但应在报告中注明。
计算与结果
连接放热反应之前的基线上的一点到反应完成后的基线上的一点建立一条直线（见图 4）。 13.2 对作为温度函数的反应焓变曲线下面积进行积分。 13.3 按式（1）计算反应焓变，保留有效的小数位数。 ΔH = A/m ……（1） 式中： ΔH——反应焓变，J/g； m——试样的质量，mg； A——放热曲线的面积，mJ。 定性指标：DSC 试验测定和报告外推起始温度（T₀）、峰值温度（Tₚ）以及焓变（ΔH）；DTA 试验测定和报告峰值温度（Tₚ）（见 4.5）。
质量控制
2007 年~2009 年，在三个实验室、采用 2 种仪器和 19 个试样，验证了 ASTM E537-07 反应焓变和外推起始温度的精密度。在四个实验室、采用 5 种不同型号的仪器和 21 个试样，参照 GB/T 6379.2 的方法，计算了 27 ℃~1200 ℃温度范围内峰值温度的精密度，计算结果参见附录 A。 15.2 重复性（95%置信水平）：实验室内部结果的变化可以通过用重复性标准偏差的 2.8 倍并经适当修正后获得的重复性值（r）来评价。同一实验室的同一操作者使用同一仪器，对同一样品重复测试得到的两个结果之差不应超过重复性值（r）。 15.2.1 反应焓变的重复性相对标准偏差是 3.5%。 15.2.2 外推起始温度的重复性标准偏差是 0.2 ℃〔原文不清〕）。 15.3 再现性（95%置信水平）：实验室之间结果的变化可以通过用再现性标准偏差的 2.8 倍并经适当修正后获得的再现性值（R）来评价。不同实验室的不同操作者使用不同仪器，对同一样品测试所得到的两个单一、独立结果之差不应超过再现性值（R）。 15.3.1 反应焓变的再现性相对标准偏差是 4.7%。 15.3.2 外推起始温度的再现性标准偏差是 3.4 ℃。 15.4 偏差：偏差是试验结果和标准值之间的差值。本标准采用三个实验室在各自实验室测定的实验室内和实验室间铟和锌的焓变和外推起始温度的平均值和标准值相比，结果如表 1 所示。 表 1 铟和锌的焓变和外推起始温度的试验结果和偏差（〔原文不清〕表格残缺，部分数据〔待核〕（〔原文不清〕））： 铟：外推起始温度标准值 156.6 ℃；实验室 I 157 ℃；实验室 II 156.6 ℃；实验室 III 156.6 ℃；偏差 0.5 ℃（对应关系〔待核〕（〔原文不清〕））。 锌：外推起始温度标准值 420.6 ℃〔原文不清〕）；偏差 1.0 ℃（对应关系〔待核〕（〔原文不清〕））。 焓变（J/g）：实验室内平均值 28.8、28.9、28.9、28.6、29.1；实验室间平均值 109.1、112.6、109.3、110.3、107.5；标准值 28.9（铟）、107.5（锌）（对应关系〔待核〕（〔原文不清〕））；偏差 0.3、2.8（对应关系〔待核〕（〔原文不清〕））。 附录 A（资料性附录）峰值温度精密度计算结果： A.1 概述：2007 年~2009 年，在四个实验室、采用 5 种不同型号的仪器，采用高聚物、高岭土、分子筛、铟和锌等共 21 个试样，参照 GB/T 6379.2 的方法，计算了 27 ℃~1200 ℃温度范围内峰值温度的精密度。 A.2 重复性（95%置信水平）：重复性标准偏差在 27 ℃~527 ℃的温度范围内为 0.4 ℃〔原文不清〕），在 527 ℃~1200 ℃的温度范围内为 0.87 ℃；重复性值在 27 ℃~527 ℃的温度范围内为 1.30 ℃，在 527 ℃~1200 ℃的温度范围内为 3.00 ℃。 A.3 再现性（95%置信水平）：再现性标准偏差在 27 ℃~527 ℃的温度范围内为 1.00 ℃，在 527 ℃~1200 ℃的温度范围内为 7.98 ℃；再现性值在 27 ℃~527 ℃的温度范围内为 2.80 ℃，在 527 ℃~1200 ℃的温度范围内为 23.00 ℃。
引用文件
GB/T 6379.2 测量方法与结果的准确度（正确度与精密度）第 2 部分 确定标准测量方法重复性与再现性的基本方法（GB/T 6379.2—2004，ISO 5725.2:1994，IDT） GB/T 13464 物质热稳定性的热分析试验方法〔原文不清〕） ASTM E537-07《差示扫描量热法测定化学物质热稳定性的标准》（修改采用）
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核验说明
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