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DSC曲线上能看到什么?(二)

在材料热分析的维度中,DSC(差示扫描量热法)曲线犹如一本解码材料相变行为的“热力学密码本”。继上期深入探讨玻璃化转变温度(Tg)这一非晶态材料的关键特征参数后,本期我们将目光转向DSC曲线的另外两大核心指标——熔点(Tm)与结晶度(Xc)。这两者不仅直接关联材料的加工性能与使用稳定性,更是连接分子结构、热历史与宏观性能的桥梁。

 熔点(Tm)

根据DSC的曲线图,我们还能了解到材料的熔点。如下图所示,随着温度的升温高,能发现一个剧烈波动的大峰,这个出峰就是材料的熔点峰。而峰顶位置的峰就是这个材料熔点,代表它的熔化温度。因为材料从固体到液体需要吸收大量的热,因此在DSC曲线上就会出现这样一个大的波动峰。

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如图所示样品的熔点为164.75℃
 
 
 

熔点也是样品的本身的固有属性,除了可以根据DSC曲线来得到样品的熔点信息以外,还能根据样品的熔点来判断样品中的物质组成。

如下图所示,图中样品是一个塑料制品,可以明显看到样品有2个熔点,说明样品中由2种材质混合而成。通过熔点查询知道,他们分别是PP和PE的熔点,由此知道这个塑料是PP和PE的混合料,并且从出峰情况看占比相近。
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综上所述,通过DSC曲线上熔点相关的特征峰,不仅可以探究材料的熔点,还能根据熔点来对一些材料的混合组成进行鉴别。
 

 

 结晶度 (Xc)

通过熔点的DSC曲线其实我们还能求得另一个材料的特性,那就是结晶度,对于结晶性的物质,样品熔化的时候也就是它晶体结构被破坏的时候,这时候它会吸收一定的热量,而对于每一个单独的晶胞,破坏它所需的能量的一定的,因此我们可以根据样品再熔化过程中所吸收的能量来求取样品结晶度,求取方法如下:

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如上图所示,图中是一张DSC曲线图,可以明显的看出样品的熔点为252℃左右,我们通过DSC的软件对这个熔融峰进行积分,从而求取样品在熔化时候的焓变值:29.36J/g。这个就是样品在发生熔化时候的能量变化,如果我们知道样品在100%结晶状态下的熔融焓变值,就可以根据公式求得:

92201.png

ΔHf:实际测试熔融焓  ΔH*f:100%结晶熔融焓变(标准焓变值)
  

 
 
 
结晶度的求取对于研究结晶材料是有非常重要的意义的,因为结晶材料的结晶情况会影响材料很多方面的性能,很多材料的应用对于结晶材料的结晶情况都有比较严格的要求,而材料结晶性能往往个它的制作工艺息息相关,因此通过DSC曲线快速求取样品的结晶度,不但能给工艺过程控制的即使反馈信息,也能在工艺研发中起到指导作用。
 

后续我们将继续介绍DSC曲线其他内容信息,欢迎大家一起交流探讨~

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创建时间:2025-09-29 15:33
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