热重分析（TG）原理及应用解析

一、基本原理

1. ‌核心机制‌通过程序控制温度（升温/降温/恒温），连续监测样品质量与温度/时间的关系‌。样品在受热过程中发生物理或化学变化（如脱水、分解、氧化），导致质量增减，TG曲线记录其动态过程‌。
2. ‌仪器构成‌‌温度控制系统‌：精确调控炉体温度；‌高精度天平‌：实时监测质量变化（灵敏度达微克级）‌；‌气氛控制模块‌：支持惰性、氧化性气体或真空环境‌。
3. ‌曲线类型‌‌TG曲线‌：直接显示质量百分比随温度/时间的变化，台阶对应特定反应阶段（如分解温度区间）‌。‌DTG曲线‌：TG曲线的一阶导数，反映质量变化速率，可精确识别重叠反应的峰值温度‌。

二、应用领域

1. ‌材料科学‌‌成分定量‌：测定有机物（如塑料添加剂）、无机物（如陶瓷填料）及水分/挥发分含量‌。‌热稳定性研究‌：分析材料在高温或氧化环境中的分解模式及降解机制‌。
2. ‌药品与催化剂‌‌药物纯度检测‌：通过脱水或溶剂残留分析评估药品质量‌。‌催化剂活性评估‌：研究吸附/脱附行为及热诱导失活过程‌。
3. ‌失效分析与质量控制‌‌涂层/镀层分析‌：检测氧化增重或分解失重，优化工艺参数‌。‌异物鉴定‌：通过失重台阶匹配污染物成分‌。
4. ‌联用技术扩展‌结合DSC（差示扫描量热）分析无质量变化的相变（如玻璃化转变）‌；联用质谱（MS）或红外（FTIR）鉴定分解产物成分‌。

三、注意事项

1. ‌样品要求‌需少量（1-20 mg）均质粉末，避免堆积影响传热‌6；高挥发物样品需低温预实验防止喷溅‌。
2. ‌局限性‌无法检测无质量变化的反应（如晶型转变），需结合DSC等补充‌；轻元素（H、Li）分析需依赖其他技术（如EDS）‌。

热重分析通过精准量化热致质量变化，为材料研发、工业检测及科研提供了关键数据支撑‌。