DSC与DTA？

要讲DSC，就不得不先聊聊DTA(Differential Thermal Analysis，差热分析法)。DSC和DTA都可定性研究试样的热变化，但DTA对热效应测量的灵敏度和精确度都不理想。为了克服DTA的缺点， DSC应运而生。

DSC的基本原理

差示扫描量热（Differential scanning calorimetry，简称DSC）是在程序控温过程中，通过检测器定量测出试样吸收或放出的热量，研究试样的热变化（熔化，分解，交联等）。

根据测量方法的不同，DSC可分为热流型DSC和功率补偿型DSC。

图一：热流型DSC的仪器构造简图

热流型DSC，通常也被认为是定量的DTA，它的仪器构造如图一。试样和参比都在一个加热板上加热，通过热流检测器（一种热阻）可以测出参比和试样之间的热流差，从而准确定量，这也是DSC较之DTA的高级之处。

图二：功率补偿型DSC仪器构造简图

功率补偿型DSC的仪器构造如图二，其要求试样与参比的温度不论试样吸热或放热都要相同。为此，在试样和参比下面除设有测温元件外，还设有加热器，借助加热器随时保持试样和参比物之间温差为零，同时记录加热器的热输出，即可测得热流差。

DSC曲线

测量最终得到的是以样品吸热或放热的速率（dH/dt或Φ）为纵坐标，以温度（T）或时间（t）为横坐标的DSC曲线。

下面以一个简单的例子介绍DSC曲线（图三）：

图三：出现热容变化与放热峰的DSC曲线

图三中①这里出现的基线台阶所代表的是试样在加热过程中出现了热容变换（一般是玻璃化转变过程），而热容改变量的计算公式为：

△Φ=△C∙β

其中，△Φ是指变化前后的热流量Φ的变化量，△C是指热容变化，β是指常数，可通过实验测得。

②处虚线指的是基线。基线及峰面积的确定见下文详解。这里的基线同样是以台阶的形式出现，可以认为出现了热容的变化。

③处的峰是指放热峰（不同仪器测得的DSC曲线放热方向可能不同，需注意）。由扣除基线之后所得到的峰面积A可得到热变化焓△H：

△H =K∙A

其中K是量热参数，可以通过实验测定。

基线和峰面积的确定

DSC峰面积的确定首先涉及到基线的确定，而不同峰形的基线的确定方法往往不同，此过程往往需要考虑热变化过程中的热容变化。可以用一张示意图来说明常用的峰面积和基线的确定方法：