熱重(TG)、差熱分析(DTA)及同步熱分析(STA)測試中,樣品皿(坩堝/樣杯)材質與幾何形狀直接影響基線穩定性、峰形及反應溫度準確性。賀利氏提供多種材質與體積極匹配主流熱分析儀。賀利氏熱分析樣杯選型關鍵是樣品化學活性、測試溫區及氣氛兼容性三者匹配。

一、先明確分析儀品牌與坩堝機械接口
不同廠家熱分析儀坩堝外形尺寸(直徑、高度、底部凸臺/平底、有無蓋及蓋透氣孔)不通用,選型第一步必須確認:
•儀器品牌及型號(;
-要求配原廠尺寸兼容坩堝(或確認第三方兼容聲明),包括外徑(常見Ø5~Ø6.8mm微量TG,Ø6~Ø8mmDSC,大容量TGØ10~Ø18mm)、高度及是否需卷邊/平底。
二、按樣品化學性質與溫度選材質
材質適用溫區(空氣)特點與局限
鋁(Al)-170~+600℃DSC定量選擇,導熱好、基線穩;不耐腐蝕、不可用于強氧化/鹵素/硫化物樣品
鉑/鉑銠(Pt/PtRh)至+1500℃(空氣)化學惰性強,適合氧化物、碳酸鹽分解、金屬氧化;貴價,避免與低熔點金屬或磷/硫形成合金
α?氧化鋁(Al?O?)至+1650℃耐酸堿、惰性較好,適合大多數無機鹽、礦物、陶瓷前驅體;略吸濕需烘干
石墨/玻璃碳至+2400℃(惰性/真空)適合碳材料、惰性氣氛高溫TG;空氣中>600℃氧化,嚴禁有氧高溫使用
石英(SiO?)至+1100℃(短時)透明便于觀察,不耐HF及強堿
特殊樣品(含氟聚合物、含硫/磷有機物、強堿)可能需專用涂層坩堝或特定合金皿,事先與廠家確認相容性表。
三、容積、加蓋與樣品量匹配
•樣品量:TG通常2~20mg(微量TG<5mg),DSC通常1~10mg。坩堝容積應略大于樣品體積且保證良好熱接觸——粉末樣品鋪平底部勿堆積過高。
-加蓋方式:無蓋(揮發物可逸出,適合分解/脫水研究)、帶針孔蓋(限制揮發速率,減少噴濺,常用TG分解氣分析)、密閉蓋(高壓DSC專用,一般不用于TG分解定量除非特殊需求)。
-預處理:鋁皿使用前建議用專用壓片機輕微壓合確保貼合;鉑/氧化鋁皿新購或受污染可用稀酸煮洗、灼燒再生(注意鉑皿不可接觸重金屬離子形成低共熔物)。
四、基線、空白與參考物匹配
•做定量DSC需成對相同材質/質量的樣品皿(樣品側+參比側),參比側可空或加惰性參照(α?Al?O?空白校正)。
-新批次坩堝建議先做空白TG/DSC確認無明顯吸熱/放熱峰及失重臺階(尤其鋁皿注意氧化增重臺階約660K)。
•若做氣體產物分析聯用(TG?FTIR/TG?MS),選帶針孔蓋或淺皿利于氣體逸出進入檢測器。
五、耗材管理與成本
鉑/鉑銠皿屬高值耗材,建議建立領用登記、定期清洗(王水浸泡僅除有機物,忌處理含Pb/Bi/Sb樣品致合金化)及報廢標準(變形、針孔、明顯污染無法再生)。鋁皿多為一次性使用,批量采購注意與原壓蓋工具匹配。
總結:選型流程——確認熱分析儀品牌型號→按樣品化學性與最高測試溫區選材(Al<600℃/Pt/Al?O?高溫/石墨惰氣高溫)→選容積與加蓋形式(無蓋/針孔/密閉)→核對機械尺寸兼容→問清最小訂購單位與清洗再生說明。初次建立方法建議先購小批量試用,對比空白基線滿意后再批量備貨。