同步热分析仪(STA)结合热重分析(TG)与差示扫描量热(DSC/DTA)技术,可实时监测材料在程序控温过程中的质量变化与热效应,为金属氧化动力学研究和陶瓷烧结工艺优化提供了关键数据支持。
氧化膜特性评估:多阶段质量变化反映氧化膜的生长、破裂与修复过程,如不锈钢在600~900℃的Cr?O??;つば纬桑?/div>
合金氧化机制:通过DSC放热峰位置与TG增重台阶的对应性,区分选择性氧化(如Al?O?优先形成)或混合氧化行为。
2.陶瓷烧结工艺优化
STA在陶瓷材料烧结中的应用聚焦于相变、致密化与添加剂影响:
烧结起始温度判定:DSC吸热峰(如羟基脱除)与放热峰(晶相形成)结合TG失重台阶,明确最佳烧结窗口;
添加剂作用分析:对比纯陶瓷与掺杂体系的TG-DSC曲线,揭示助烧剂(如MgO、Y?O?)对液相生成温度的影响;
收缩行为关联:STA数据与热膨胀仪(TMA)联用,建立质量损失-热效应-尺寸变化的耦合模型,指导烧结曲线设计。
3.技术优势与案例
联用技术扩展:STA-MS(质谱)可同步分析氧化或烧结过程中的气体产物(如CO?、H?O),用于陶瓷前驱体分解机制研究;
实际应用案例:某研究通过STA发现Al?O?-ZrO?复合材料在1400℃出现异常放热峰,经XRD验证为四方相ZrO?向单斜相转变,优化后烧结温度降低50℃。
结论
STA的高通量、多参数同步检测能力,使其成为金属氧化防护材料开发和陶瓷烧结工艺优化的核心工具。未来结合人工智能数据分析与高压STA技术,将进一步推动高温材料研究的精准化。