热重分析法（Thermogravimetric Analysis, TGA） 是一种通过jingque测量样品质量随温度或时间变化来分析材料特性的技术。
简单来说，TGA就是一个非常精密的“秤”，但这个秤被放在一个可以jingque控制温度的程序升温炉子里。 它在连续加热的过程中，实时记录样品重量的变化。
二、TGA的核心工作原理放置样品：将少量（通常1-20mg）的待测样品放入一个耐高温的样品坩埚（如铂金、氧化铝坩埚）中。
程序控温：将样品坩埚置于精密天平上，并放入程序控温炉中。炉子会按照预设的升温速率（如10°C/min）在特定的气氛（如氮气、空气、氧气）下进行加热、保温或冷却。
实时测量：天平在整个过程中持续、jingque地测量样品的质量变化，并将数据传输给计算机。
数据分析：软件会绘制出一条热重曲线（TG Curve），即质量（或质量百分比）随温度/时间变化的曲线。通过分析这条曲线的变化，就可以获得材料的各种信息。
一条典型的热重曲线可能包含一个或多个“台阶”（质量损失台阶）和“平台”（质量稳定区域）。每一个质量损失台阶都对应着一个物理或化学变化过程。
1. 成分分析与分解行为：
水分和溶剂含量：通常在50-150°C之间的第一次质量损失，对应的是样品中吸附水和溶剂的挥发。
聚合物组分：不同的聚合物或在不同的温度下分解。例如，TGA可以分析橡胶中聚合物、炭黑和灰分的比例。
填料和无机物含量：许多有机材料在高温下会完全分解（质量损失），而无机填料（如玻璃纤维、碳酸钙、金属氧化物）则保持稳定，最终剩余的重量就是这些填料的含量。
炭黑含量：在氮气气氛中，炭黑不会分解；切换到空气或氧气气氛后，炭黑会燃烧，通过第二次质量损失可以jingque计算其含量。
2. 热稳定性与分解温度：
起始分解温度（Onset Temperature）：材料开始发生显著分解的温度，是衡量材料热稳定性的关键指标。
最大失重速率温度：失重速率最快的温度，通常对应材料的主要分解阶段。
3. 氧化与分解动力学研究：
通过分析不同升温速率下的TGA曲线，可以研究材料的分解机理和反应动力学，计算活化能等参数。
4. 其他物理现象：
升华、蒸发、吸附/解吸等过程也会引起质量变化，均可通过TGA进行研究。
为了更好地分析，TGA仪器通常还会同时给出微分热重曲线（DTG Curve）。
DTG 是TG曲线对时间或温度的一阶导数（即dm/dt）。
DTG峰的顶点对应着最大质量损失速率点。
作用：DTG曲线可以将重叠的热失重过程分离开来，更jingque地确定各个分解阶段的起始和结束温度，尤其适用于多阶段分解的复杂体系。
| 定量准确：直接测量质量变化，数据非常直观可靠。 | 样品量少：代表性可能不足，需要确保样品均匀。 |
| 灵敏度高：可检测到微克级别的质量变化。 | 无法识别气相产物：只知道“少了”，不知道“是什么跑了”。 |
| 所需样品量少。 | 对无质量变化的热事件不敏感：如熔融、结晶、玻璃化转变等。 |
| 操作相对简单，快速。 |
TGA的应用极其广泛，几乎涵盖所有材料领域：
高分子与塑料：分析聚合物组成、热稳定性、添加剂含量、炭黑含量。
制药：测定药物结晶水、溶剂残留量、API（活性药物成分）纯度。
食品：分析水分、脂肪、灰分含量。
涂料与粘合剂：研究固化过程、成分比例、热稳定性。
能源材料：评估电池材料的热稳定性、催化剂的碳沉积行为。
地质与矿产：分析矿物中的水分、碳酸盐含量。
总结来说，TGA就像一个材料的“体重秤”，通过观察它在“桑拿房”（程序升温炉）中的体重变化，来告诉我们这个材料是由什么组成的、有多怕热、以及它在不同温度下会发生什么变化。 它通常是与其他热分析技术（如DSC、DMA）联用，以全面表征材料性能的强大工具。