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热稳定性

热稳定性,英文表述为 thermal stability。是指该物质的耐热性,物体在温度的影响下的形变能力,形变越小,稳定性越高。

试样在特定加热条件下,加热期间内一定时间间隔的粘度和其它现象的变化。

在周期性热作用下,围护结构或房间抵抗温度波动的能力。

的热稳定性是指电器在指定的电路中,在一定时间内能承受短路电流(或规定的等值电流)的热作用而不发生热损坏的能力。

在化学方面,热稳定性反映物质在一定条件下发生化学反应的难易程度。物质的热稳定性与元素周期表有关,在同周期中,氢化物的热稳定性从左到右是越来越稳定,在同主族中的氢化物的热稳定性则是从下到上越来越稳定,也就是非金属性越强的元素,其氢化物的热稳定性越稳定。 

指的是DNA碱基中G与C之间形成3个氢键而A与T之间形成2个氢键,氢键数越多,其DNA分子的热稳定性越好。

试样在特定加热条件下,加热期间内一定时间间隔的粘度和其它现象的变化。 

1.单质的热稳定性与键能的相关规律

一般说来,单质的热稳定性与构成单质的化学键牢固程度正相关,而化学键牢固程度又与键能正相关。

2.气态氢化物的热稳定性:元素的非金属性越强,形成的气态氢化物就越稳定。同主族的非金属元素,从上到下,随核电荷数的增加,非金属性渐弱,气态氢化物的稳定性渐弱;同周期的非金属元素,从左到右,随核电荷数的增加,非金属性渐强,气态氢化物的稳定性渐强。

3.氢氧化物的热稳定性:金属性越强,碱的热稳定性越强(碱性越强,热稳定性越强)。

4.含氧酸的热稳定性:绝大多数含氧酸的热稳定性差,受热脱水生成对应的酸酐。一般地

①常温下酸酐是稳定的气态氧化物,则对应的含氧酸往往极不稳定,常温下可发生分解;

②常温下酸酐是稳定的固态氧化物,则对应的含氧酸较稳定,在加热条件下才能分解。

③某些含氧酸易受热分解并发生氧化还原反应,得不到对应的酸酐。

5.含氧酸盐的热稳定性:

①酸不稳定,其对应的盐也不稳定;酸较稳定,其对应的盐也较稳定,例如硝酸盐比较稳定

②同一种酸的盐,热稳定性 正盐>酸式盐>酸。

③同一酸根的盐的热稳定性顺序是碱金属盐>过渡金属盐>铵盐。

④同一成酸元素,其高价含氧酸比低价含氧酸稳定,其相应含氧酸盐的稳定性顺序也是如此。 

1.1 仪器

差热分析仪(DTA)或差示扫描量热计(DSC):程序升温速率在2~30℃/min范围内,控温精度为土2℃,温差或功率差的大小在记录仪上能达到40%~95%的满刻度偏离。

1.2 样品容器

坩埚;铝坩埚、铜坩埚、铂坩埚、石墨坩埚等,应不与试样和参比物起反应。

1.3 气源

空气、氮气等,纯度应达到工业用气体纯度。

1.4 冷却装置

冷却装置的冷却温度应能达到-50℃。

1.5 参比物

在试验温度范围内不发生焓变。典型的参比物有煅烧的氧化铝、玻璃珠、硅油或空容器等。在干燥器中储存。 

2.1 取样

对于液体或浆状试样,混匀后取样即可;对于固体试样,粉碎后用圆锥四分法取样。

2.2 试样量

试样量由被测试样的数量、需要稀释的程度、Y轴量程、焓变大小以及升温速率等因素来决定,一般为1~5mg,最大用量不超过50mg。如果试样有突然释放大量潜能的可能性,应适当减少试样量。 

3.1 仪器温度校准按附录A进行,校准温度精度应在土2℃范围内。

3.2 将试祥和参比物分别放入各自的样品容器中,并使之与样品容器有良好的热接触(对于液体试样,最好加入试样重量20%的惰性材料,如氧化铝等)。将装有试样和参比物的样品容器一起放入仪器的加热装置内,并使之与热传感元件紧密接触。

3.3 接通气源,并将气体流量控制在10~50mL/min的范围内(如果在静止状态下进行测量,则不需要通气)。

3.4 根据所用试样的性质来确定试验温度范围。

3.5 按4.1条的要求调整y轴量程。

3.6 启动升温控制器,控制升温速率在10~30℃/min的范围内,记录温差ΔT(或功率差dH/dt与温度T的关系曲线,即DTA曲线(或DSC曲线)。

3.7 如果以10~30℃/min的升温速率进行测量而不能将峰分辨开时,可以采用低于10℃/min的升温速率。 

陶瓷的热稳定性取决于坯釉料的化学成分、矿物组成、相组成、显微结构、制备方法、成型条件及烧成制度等应素以及外界环境。由于陶瓷内外层受热不均匀,坯釉的热膨胀系数差异而引起陶瓷内部产生应力,导致机械强度降低,甚至发生开裂现象。一般陶瓷的热稳定性与抗张强度成正比,与弹性模量、热膨胀系数成反比。而导热系数、热容、密度也在不同程度上影响热稳定性。

釉的热稳定性在较大程度上取决于釉的膨胀系数。要提高陶瓷的热稳定性首先要提高釉的热稳定性。陶坯的热稳定性则取决于玻璃相、莫来石、石英及气孔的相对含量、粒径大小及其分布状况等。陶瓷制品的热稳定性在很大程度上取决于坯釉的适应性,所以它也是带釉陶瓷抗后期龟裂性的一种反映。

陶瓷热稳定性测定方法一般是把试样加热到一定的温度,接着放入适当温度的水中,判定方法为

(1) 根据试样出现裂纹或损坏到一定程度时,所经受的热变换次数;

(2) 经过一定的次数的热冷变换后机械强度降低的程度来决定热稳定性;

(3) 试样出现裂纹时经受的热冷最大温差来表示试样的热稳定性,温差愈大,热稳定性愈好。

本实验采用试样出现裂纹时,平均经受的热冷最大温差来表示试样的热稳定性。 

1. 将10个合格的试样放入样品筐内,并置于炉膛中。 2. 连接好电源线、热电阻和接地线。 3. 连接好进水管、出水管及循环水管。 4. 给恒温水槽中注入水。5. 打开电源开关,指示灯亮,将炉温给定值及水温给定值调至需要位置(在水温控制中,下限控制压缩机、上限控制加热器,上限设定温度≤下限设定温度)。 6. 打开搅拌开关,指示灯亮,搅拌机工作。 7. 根据需要选择“单冷”,“单热”或“冷热”。(a:“单冷”即仪器只启动制冷设备,超过给定温度时,自动制冷至给定温度后自动停止。 b:“单热”即仪器只启动加热设备,低于给定温度时自动加热至给定温度后自动停止。 c:“冷热”即当水温超过给定温度,仪器自动制冷,当水温低于给定温度,仪器自动加热,保证水温在所需温度处。)8. 接好线路并检查一遍,接通电源以2℃/分的速度升温。9. 当温度达到测量温度时,保温15分钟(使试样内外温度一致)后,拨动手柄,使样品筐迅速坠入冰水中,冷却5分钟。如没有冰水,试样坠入冷水中。每坠入一次试样,就要更换一次水,目的使水温保持不变。10. 从水中取出试样,擦干净,不上釉和上白釉试样放在品红酒精溶液中,检查裂纹。上棕色釉试样放在薄薄一层氧化铝细粉的盘内,来回滚动几次或手拿着试样在氧化铝粉上擦几次,检查是否开裂(如开裂,表面有一条白色裂纹),并详细记录。将没有开裂的试样放入炉内,加热到下次规定的温度(每次间隔20℃),重复试验至十个试样全部开裂为止。 



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