德国 NETZSCH 热重分析仪 TGA

 什么是热重分析仪（TGA）

 

热重分析仪（Thermogravimetric Analysis, TGA）是一种用来量测

「材料在加热或冷却过程中，重量如何随温度或时间改变」的分析仪器

 简单来说，TGA 可以帮助我们回答这些问题：

• 材料在加热时 会不会分解？

• 什么温度开始失重？

• 材料中是否含有 水分、挥发物或添加剂？

• 最后剩下的 残留物 有多少？

 因此，TGA 是材料研发、品质管控与失效分析中非常重要的基础工具

 

TGA 热重分析仪的基本原理

 TGA 的核心概念其实很直观：

1. 将少量样品放在高精度天平上

2. 依设定的升温速率进行加热（或恒温）

3. 仪器即时量测样品重量变化

4. 将结果画成「重量 vs. 温度／时间」的曲线

 

当材料发生以下情况时，就会在曲线上看到重量变化：

• 水分蒸发

• 有机成分挥发

• 热分解反应

• 氧化或燃烧

TGA 热种分析仪可以分析哪些材料？

 

TGA 的应用范围非常广，几乎涵盖所有产业材料，包括：

• 高分子与塑胶：热稳定性、填料含量、配方比较

• 电子与半导体材料：树脂分解、残留物分析

• 电池与能源材料：活性物质比例、热行为评估

• 建材与无机材料：水合物、碳酸盐分解行为

• 制药与化学品：溶剂残留、成分稳定性

为什么选择 NETZSCH 的 TGA 热重分析仪？

NETZSCH 是热分析领域的全球领导品牌，在 TGA 技术上拥有超过 60 年的研发经验，其产品在精准度、稳定度与可靠性方面深受学术与工业界信赖

 

 1. 极高精度的重量量测

• 采用高灵敏度微量天平

• 可精确捕捉微小失重变化

• 适合高阶材料与研发需求

 2. 宽广的温度范围

• 可涵盖从室温到超高温的应用

• 满足塑胶、陶瓷、金属氧化物等不同材料需求

 3. 多种气氛控制

• 支援 惰性气体（N₂、Ar）与氧化气氛（Air、O₂）

• 可模拟实际制程或使用环境

4. 可与其他技术联用（TGA-FTIR / TGA-MS）

• 即时分析「失重同时释放的气体成分」

• 大幅提升材料鉴别与机制解析能力

 5. 专业软体与长期支援

• 直觉化分析软体，适合初学者也能快速上手

• 德国原厂品质，长期零件与技术支援有保障

 

热重分析仪（TGA）常见问题（Q&A）

Q1：TGA 主要量测的是什么数据？

TGA 量测的是样品重量随温度或时间的变化
其输出结果通常为：

• TG 曲线：重量（% 或 mg）vs. 温度 / 时间

• DTG 曲线（选配）：重量变化速率，用于区分多段反应

透过这些数据，可判断材料的热稳定性、分解行为与组成比例

Q2：TGA 可以分析哪些材料特性？

TGA 特别适合用于分析以下特性：

• 热分解温度（Decomposition Temperature）

• 水分与挥发物含量

• 填料、灰分与残留物比例

• 氧化或燃烧行为（在氧化气氛下）

• 材料组成比较与批次差异

Q3：为什么气氛控制在 TGA 中这么重要？

不同气氛会导致材料呈现完全不同的反应行为：

• 氮气 / 氩气（惰性气氛）
  → 用于观察纯热分解或挥发行为

• 空气 / 氧气（氧化气氛）
  → 用于研究燃烧、氧化稳定性与灰分

NETZSCH TGA 支援快速、稳定的气氛切换，适合进行多阶段实验设计

Q4：TGA 能分析非常少量的样品吗？

可以，NETZSCH TGA 采用高灵敏度微量天平，即使是毫克等级样品，也能稳定量测重量变化

这对于以下应用特别重要：

• 高价或难取得材料

• 薄膜、粉体或微量样品

• 研发阶段材料评估

Q5：TGA 的升温速率会影响结果吗？

会而且影响非常明显

• 较慢升温速率
  → 分解峰较清楚、温度较低

• 较快升温速率
  → 分解温度表观提高、实验时间较短

因此，TGA 测试条件（升温速率、气氛、样品量）应保持一致，才能进行有效比较

Q6：TGA 可以知道「挥发出来的是什么气体」吗？

单独的 TGA 只能量测重量变化，无法直接辨识气体成分，但透过 联用技术，即可进一步分析：

• TGA–FTIR：分析气体官能基

• TGA–MS：分析气体分子量与组成

NETZSCH 提供完整的联用解决方案，可同步取得重量与气体资讯

Q7：TGA 结果的重复性与准确度如何确保？

影响 TGA 重现性的关键因素包括：

• 天平稳定度与解析度

• 温控精准度

• 气流稳定性

• 样品放置与坩埚选择

NETZSCH TGA 在机构设计与温控系统上高度优化，可确保长时间量测的稳定性与再现性

Q8：TGA 适合用于品管（QC）吗？

非常适合，TGA 可用于：

• 原料来料检验

• 配方比例确认

• 批次差异比对

• 制程异常排查

其测试方法标准化程度高，非常适合建立 QC 标准流程

Q9：初学者学习 TGA 会很困难吗？

不会，NETZSCH TGA 的操作与分析软体介面直觉，并提供：

• 预设测试方法

• 清楚的曲线显示与分析工具

• 完整的原厂技术文件与支援

 

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