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1、热分析技术与 应用的某些进展 中国科学院长春应用化学研究所刘振海 ? 乙月 任 !任? 一? 热分析是一门实验科学 。 可用于研究物 质 的各类转变 、 反应 , 测定物性参数 , 是表 征物质的极其有效的手段 。 广泛应用于各个 科学领域 。 热分析始于上世纪末本世纪初 , 主要用 于研究粘土 、 矿物 、 金属 , 到本世纪四 、 五 十年代才出现高聚物的热分析 。 到五 、 六十 年代由于商品热分析仪器的出现和高分子工 业的蓬勃发展 , 高聚物热分析获 得飞速发 展 。 据统计 在 !# 一 ! 年间 有关热学的文献剧增 , 促成了国 际热分析协 会 % , 不推荐使用埃 , 入 , 限
2、制使用英制 。 在单位符号的表达方面 , 今后也要统一 。 热分析实验具有快速 、 试样量少 等特 点 , 准确性稍差 , 世界各国热分析工作者为 此作出很大努力 , 目前( 50已制定出一 些标准 4, 说明达到了一定的完善程度 。 此 外 , 热化学学报对发表热分析报告也提出了 一些具体要求 “ 。 非等温动力学近三十年获得了较大的发 展 。 经历了如下几个主要的阶段 ) % 发展初期 #五十年代初% , 对非等 温的数据进行动力学处理 6 % 大发展时期 # 3 .一 3 % , 提出 了几十种求解动力 学参数的方法 , % 动力学方程总结阶段#六十年代中 期% , 出现了对非等温动力学
3、的长篇综述, % 热分析 动力学的应用 , 尤其是从 七十年代开始将热分析动力学用于绝缘材料 的快速评定 。 热分析技术的应用极广 , 在许多科学领 域获得了很大的成功 , 如 ) 用热释光的方法# , %考察地质年代 。 用 + 52 方法测定有机物的纯度 、 比热 容等 。 用热分析方法可以研究高聚物 的各种转 变 #如玻璃化转变 、 结晶和熔融% 、 反应 #如氧化 、 交联 、 裂解% 及许多因素对这些 过程的影响 。 如可通过氧化反应来表征高聚 物 、 有机物 、 金属有机物的稳定性 , 以+ ( 的氧化诱导期作为油品氧化稳定性的度量 。 由测量交联反应速率观测树脂的固化过程和 橡胶
4、的硫化过程 。 还可利用某些反应确定共 聚物的组成 , 以及进行助剂分析 。 研究在极端条件#如高温 、 高压%下的催 化过程 , 对催化剂的评选 6 在溶液中的反应 。 含能材料的稳定性和贮存期 。 对阻燃刘 的评价 。 生化过程 , 如蛋白质的变性 。 建材 , 如水泥的熟化过程 、 木材的 干 馏 、 煤的燃烧等等 。 总之 , 热分析技术可应用于许多有热量 #能量 %和任意物理量随温度发生变化的过 程 , 只不过受仪器灵敏度所限 , 对某些过程 目前尚检测不出 。 除了将热分析作为惯常测试的手段外 , 作为热分析专业工作者 , 还将致力于不断开 发新的热分析技术 , 提出对物质进行表征
5、的 更为有效的方法和进行更深入的过程本质的 研究 , 以及热分析的一些理 论间题 # 如 传 质 、 传热 、 热分析曲线的理论方程 、 非均相 反应动力学等% 。 参考文献 荒木 峻 , 分析化学# 日% , , #3% 7 , 7 7扭7 人7 , ./#一% , # 3 4 % ,8 , ! 7班 ( , .#% , .# 3 4% = 2 0 77 7 , , , # 33% 6 := 2 , 0 77 7 , , 3 , / 3 #3 % ) 7 = 2 0 77 7 , ! 7 ( , 4 , #/ .%6 连载 连立 欲 ,色缘结构和 可 靠性 概念 罕 “ 日 “ ” 西安交通
6、大学刘其爬 二 、 可靠性概念 可靠性概念是现代产品质量保证最根本 的概念 。 长期以来 , 人们对产品就有一定的 可靠性概念和理解 , 一般均泛指产品的耐用 、 适用 、 安全和 可维修等 , 没有严格的定量分 析 。 本世纪四十年代以后 , 人们首先以电子 元件为对象 , 发展了可靠性采用数理统计方 法定量 , 使可靠性技术逐渐形成了一门新兴 学科 。 可靠性技术#或称可靠性工程 % 的内容 包括可靠性评定 , 故障分析 , 可靠性设计和 可靠性管理等方面 。 一 电工产品比电子产品复杂得多 , 它包括 很多零部件 , 一般发生故障后还可以进行维 修 , 其可靠性研究也比较复杂 。 在我国
7、 , 现 正 积极开展这方面的研究工作 。 #一%可靠度 和 其他特征 量 可靠度是可靠性的数值量度 。 可靠性的 定义是 ) 产品在规 定的条件下和时间内 , 完 成规定功能的概率 。 这个定义除具有概率这 一定量概念外还有其他三方面的考虑 ) 规定 的条件 如使用时的环境条件% , 规定的时 间 #如使用时间或次数 、 % , 规定的工作#如 技术条件所规定的工作 % 。 可靠度是时间的 函数 , 通常以= # % 表示 。 电工产品如电机 、 变压器等一般有故障时还可进行修复再用 。 对于可修复产品 , 除了有不发生故障的可靠 性外 , 还要求有易于修复的功能 。 在发生故 障后的某段
8、时间内能正常修复的概率称为维 修度 。 对于 可修复的产品 , 其广义可靠性应 包括狭义的可靠度和维修度 。 这种广义的可 靠性称为有效度 , 它是在规定使用条件下和 规定时间内 , 产品能保持正常使用状态的概 率 。 设某产品使用时间 , 维修容许时间 丫 #袱 % , 可靠度 、 维修度和有效度分别为 =# % 、 0#)%和(# , 钓 , 则由概率论可知 (# ,) % =#% 一= #%0#)%# % 上式右边第一项= # %是在时间内不发 生故障的可靠度 , 第二项是在时间内发生 故障的概率# 一= # % 和在时间内 修好 的概率0# 下%的乘积 。 要提高维修度 , 就必 须在
9、设计制造时要使产 品易于发现故障和易 于修复 , 以及使用者有充分的维修条件 。 对 于不进行修复的产品如线路绝缘子则有效度 即等于 可靠度 。 电力系统中电工设备的可靠 性十分重 要 , 它关系到电力系统的安全送电和国民经 济 。 例如线路绝缘子和电站绝缘子在电力系 统中为数甚大 , 一旦发生损坏 , 绝缘子本身 的经济损失可能不大 , 但往往引起停电事故 影响工农业生产 , 或者损坏其他设备甚至发 生人身事故 。 电工设备包括电机 、 变压器等 重大设备 , 其可靠性在很大程度决定于绝缘 结构的可靠性 , 因此绝缘结构的设计不能因 强调成本而忽视其可靠性 。 根据数理统计 , 复杂系统的可
10、靠度常随 元件数目的增多而下降 。 在串联系统 #即任 何一个元件的失效都将引起整个系统发生故 障的系统 %中 , 系统的可靠度 等于单个元件 可靠度的乘积 。 因此 , 复杂系统对元件可靠 度的要求大大高于简单系统对元件可靠度的 要求 。 提高设备或产品的可靠度要提高制造成 本 , 但可以降低维修费用和因发生故障而损 = 2 0 7业 7 7 , 尸 ,77 7 , 弓 12 ( ” , .33 , ! , ? , 3 6 7 = 2 0 77 7 , 7 7 7 ( 7 , #% , #34 % 岛刘振海 , 化学通报 , 34 # %6 :刘振海 , 热分析专辑#第辑% , . 页 , 34年 7 7 7 7 ( 7 7 , #4%3# 34% ( , 7一? , ! 7 ( , 。#% , 。 # 3 4 % ! = 7 , ! 7 ( , #% , #工 34%
