热分析仪检定规程 JJG—1002-84

1 前言
本规程参照国际法计量组织（OIML）技术工作导则第二部分：OIML国际建议和国际文件起草与表述规则、JJG1002-84国家计量检定规程编写规则和GB3100-93国际单位制及其应用编写的。
2 范围
本检定规程适用于新安装、使用中和修理后的热分析仪（如差热分析仪（DTA）、差示扫描量热仪（DSC）和热量重分析仪（TG）的检定。
2．1 原理
在加热或冷却的过程中，随着物质的结构、相态和化学性质的变化都会伴有相应的物理性质的变化，如热分析仪就是在程序温度下测量并记录物质的这些物质性质和温度关系的一类仪器。如DTA仪基于测量物质与参比物之间温度差的变化、DSC仪基于测量体系热焓的变化、TG仪是测量物质质量变化的仪器。
2、2 构成
热分析仪由主机、计算机系统、记录和显示系统三个主要部分组成；主机部分包括温度控制系统、测量系统、操作系统和气氛控制系统等。
3 计量单位
温度（T）热力学温标，单位为开尔文，以符号K表示；或温度（t）摄氏温标，单位
摄氏度，以符号℃表示（t /℃=T/K-273.15）。
时间（t）单位为秒（s）、分（min）或小时（h）。
质量（m）单位为微克（μg）、毫克（mg）或克（g）。
热（Q）单位为焦耳（J）。
功率（P）单位为微瓦（μW）和毫焦/秒（mJ/s）。
4 计量要求
表1、表2、和表3分别列出了DSC、DTA和TG仪的计量特性和等级评定。
表1 DSC仪计量特性和等级评定

仪器等级	最大灵敏度 s/μW	温度精度 ℃	温度准确度 △t /℃	量热精度 %	量热准确度 %	温度范围 t/℃
A B C	≤10 ≤50 50～100	±0.2 ±1.0 ±1.5	±0.2 ±1.0 ±2.0	±0.5 ±1 ±2	±1 ±1.5 ±2	-150～720

表2 DTA 仪计量特性和等级评定

仪器等级	最大灵敏度 s/℃	温度精度 t/℃	温度准确度 t/℃	温度范围 t/℃
A B C	0.2 0.5 1	±2 ±3 ≤±5	±2 ±3 ≤±5	室温~1500

表3 TG仪 计量特性和等级评定

仪器等级	最大灵敏度 s/μg	称重准确度 %	称重精度 %	温度精度 t/℃	温度准确度 t/℃	温度范围 t/℃
A B C	1 ≤15 ≤50	±1 ±1.5 ±2	±0.5 ±1 ±1.5	±2 ±3 ≤±5	±2 ±3 ≤±5	室温~1500

5 技术要求
5．1 外观要求
5．1．1 仪器有下列标志：仪器名称、型号规格、制造厂名和仪器编号等。
5．1．2 仪器要完整，附件齐全（包括说明书）。
5．1．3 仪器各调节旋纽开关应无松动，能正常工作，指示灯灵敏。
5．1．4 仪器电源、电缆等仪器插件、接件应紧密配合，连接电缆不能折断。
5．1．5 温度控制系统能按程序要求进行线性升、降温或恒温等操作，炉温能始终跟随程序给定值。
5．1．6 气氛控制系统应能保证仪器在测试过程中气流高度稳定，气流量可通过流量计调节，应保证气流管路中不漏气和堵塞现象。
5． 2 安装条件
仪器应平衡牢固地安装在工作台上，避免振动；仪器应有良好的接地与屏蔽，以防止电磁干扰。
5．3 检定环境
5．3．1 电源电压：220V5V，50H05H，功率不小于10W。
5．3．2 温度：228。
5．3．3 环境相对湿度：80%。
5．3．4 室内应清洁无尘，无易燃易爆和腐蚀性气体。室内应有空调设备和良好的通风。
5．4 检定设备和检定用的标准物质
5．4．1 天平：称量精度001。
5．4．2 检定用标准物质
a） DSC仪
金属铟In （标准样品） 熔点（平衡温度） 156.60 ℃ 熔融热 2845J/g
金属铅Pb （标准样品） 熔点（平衡温度） 327.47 ℃ 熔融热 2301J/g
b） DTA仪
金属锡Sn （标准样品） 熔点（平衡温度） 231.9℃
金属铅Pb （标准样品） 熔点（平衡温度） 327.5℃
金属锌Zn （标准样品） 熔点（平衡温度） 419.5℃
金属铝Al （99999%） 熔点（平衡温度） 660.2℃
c） TG仪
铝镍合金 （标准样品） 居里点 163℃
镍Ni （标准样品） 居里点 354℃
派克合金 （标准样品） 居里点 596℃
如果使用其它标准物质，详见国家教育行业标准JB/T014-1996热分析方法通则。
5．5 检定项目和检定方法
5．5．1 外观及工作正常性检查
该项目检定结果应符合本规程第51条要求。仪器各部件完好，开机后能正常运行。
5．5．2最高温度检查
按主机操作手册启动仪器，并按下列实验条件测定仪器所能达到的最高温度。起始温度、室温、终止温度、最高温度极限、升温速率、10℃/min、气氛N气（10～100）ml/min，待实验自动结束时从所记录的DSC、DTA和TG曲线检定仪器实际达到的最高温度。
5．3．3 基线检查
a）DSC仪基线检查
将空的铝样品盘和参比盘压紧密封置于仪器样品座的两侧，通N气，10ml/min～100ml/min，以10℃/min速率升温，记录扫描基线，反复操作，变动或调节有关旋纽的位置最后使基线调至与水平线的偏离度最小。
b）DTA仪基线检查
将两个有等量a-Al2O3粉的样品置于试样（左）和参比（右）杯衬中，通N气，10ml/min～100ml/min，程序升温从250℃加热到1000℃，记录扫描基线，反复操作，调整有关参数和炉子与热电偶间的位置等，使基线漂移最小。
c）TG仪基线检查
把空的样品盘吊在天平的样品臂上，装好加热炉中适当的位置，通N气，10mlmin/～100ml/min，以10℃/min升温速率从室温加热到800℃，观察基线的漂移，改变实验环境及实验条件。使环境气氛等保持稳定，反复操作，使基线漂移达到最小为止。
5．5．4 最大灵敏度检定
使用各仪器所要求的灵敏度档，按第5.5.3条a）、b）和c）绘制出各仪器的基线。按下列方法检定仪器的最大灵敏度。所得结果应分别符合表1、表2和表3的要求。
a）DSC仪：将基线的某一段放大后，测量最大噪声的峰高值，按下式计算出仪器的最低检测极限，此数值为仪器的最大灵敏度（S/N=2）。
b）DTA和TG仪：将基线的某一段放大后，测量最大噪声的峰高值，此数值为仪器的最大灵敏度。
5．5．5 DSC、DTA和TG示值温度、DSC量热和TG称量校正检定
a）DSC仪示值温度和量热及温度线性校正检定
分别测量标准样品In和Pb的查娈示值温度（Tm）和熔融热焓（Hm）。记录仪器由50℃至转变温度以上约50℃的扫描。升温速率10℃/min，N2气，气流量10ml/min～100ml/min。将实验所得的Tm和Hm值和标准样品的Tm和Hm的标准值（见5.4.2）进行比较。根据仪器计量特性和等级，按照仪器操作手册温度和量热校正步骤，调节有关参数和旋纽，反复进行校正操作，直至两标样的实验示值与标准值尽量接近为止。
b）TG、DTA仪示值温度校正检定
以10℃/min升温速率、N2气，气流量为10ml/min～100ml/min的条件，根据TG仪的要求测定镍铝合金、镍、派克合金标准样品的居里点；或选择2～3种标准物质，测定其特征分解温度。用DTA测定金属锡（Sn）、铅（Pb）、锌（Zn）、高纯金属铝（Al）标准样品的相转变点（测定时应从室温升温至相转变点温度以上约50℃）。从记录的TG曲线中得到的居里点温度或特征分解温度和DTA曲线中得到的相转变温度分别与标准居里点或标准特征分解温度和标准相转变温度（见5.4.2）进行比较。根据仪器的计量特性和等级，按各仪器操作手册温度校正步骤反复进行校正操作，直至实验示值与标准值尽量接近为止。对TG/DTA（或DSC）联用仪可用DTA（或DSC）示值温度校正方法检定。
c）TG称量校正检定
按TG操作方法调好天平零点，使天平保持平衡。用5mg～50mg标准砝码进行天平称量校正，将实验所得质量读数与标准砝码的标准值进行比较，根据仪器计量特性和等级，按照仪器天平校正步骤步骤调整仪器有关参数，反复操作直至质量读数与标准砝码的标准质量值尽量接近为止。
5．5．6 测量精度和准确度检定
a）DSC温度精度和准确度、量热精度和准确度检定
1） 启动仪器，通过自检，预热30min，使仪器稳定。
2）将10mg金属铟（In）的标准样品放入洁净的铝样品盘中，称量，加盖并压封紧密，再将一个有盖的空盘压紧作参比盘，将两者按规定置于DSC仪样品座两侧。
3） 从50℃～200℃进行程序升温，速率10℃/min，通N2气，流量10ml/min～100ml/min，记录扫描曲线。
注：第一次溶融曲线不作记录。
4） 分析实验结果，获得金属铟In的熔点Tm和转变热焓△H。
5） 重复上述实验3次～5次，由各次所得的Tm和△H值计算温度精度、准确度和量热精度及准确度。所得结果应符合表1的要求。
b）DTA温度精度和准确度的检定
1） 启动仪器，通过自检，预热半小时，使仪器稳定。
2） 装适量样品（金属锡Sn）于样品杯中，又将相当量的参比物（a-Al2O3）装于另一杯中，稍加振动，使之填充紧密，将两杯分别置于样品和参比杯衬中。
3） 从150℃～280℃进行程序升温，升温速率10℃/min，通N2气，流量为10ml/min～100ml/min，记录升温曲线。
4） 分析实验结果，获得金属Sn的熔点Tm。
5） 重复上述实验3次～5次，由各次所得的Tm值计算温度精度和准确度。所得结果应符合表2的要求。
c）TG温度精度和准确度的检定
1） 启动仪器，通过自检，预热半小时使仪器稳定。
2）将适量样品（一般5mg～50mg的铁磁性检定标样或有特征分解温度的标准物质）放于空样品盘中。装好加热炉，按TG操作方法称量样品质量。
3） 按设定的温度范围进行程序升温，升温速率10℃/min，通入N2气，气流量10ml/min～100ml/min，记录TG升温曲线。
4） 分析实验结果（或用微机数据站处理）计算居里点温度（T居里）或特征分解温度（T分解）。
5） 重复上述实验3次～5次。由各次所得的T值或T值计算温度精度和准确度。结果应符合表3的要求。
d）TG称量精度和准确度的检定
1） 启动仪器，通过自检，预热半小时使仪器稳定。
2） 把空的样品盘吊在天平的样品臂上，装好加热炉，使样品盘处于炉中适当位置。按TG操作方法调好天平零点，使天平保持平衡。
3） 将5mg～50mg标准砝码置于空样品盘内，装好加热炉，进行称量。读出质量读数。
4） 重复上述实验3次～5次。由各次所得的质量读数值计算称量精度和称量准确度。所得结果应符合表3的要求。
6 计量管理
6．1 检定结果处理
经检定后的仪器，发给检定证书（附录A）。在检定结论中需明确说明被检定的仪器应属于何种级别、是否合格、存在的问题和建议等。
6．2 检定周期
仪器在正常工作期间，检定周期定为两年。
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