氧化诱导分析仪是一种先进的仪器,用于评估材料表面的氧化性。基于氧化诱导时间(OIT)的测量原理。该仪器通过将样品暴露在高温高压氧气环境中,并施加恒定的加热速率,观察样品的氧化行为。在样品开始氧化的瞬间,会发生一个氧化诱导期,期间样品表面形成氧化层。氧化诱导时间是指样品开始氧化到氧化层形成的时间。通过测量氧化诱导时间,可以评估材料的氧化抗性能。
1、炉体/加热炉
这是仪器的核心部分,用于提供精确可控的温度环境。炉体通常由高纯度金属(如铂或镍)制成,具有良好的热传导性和稳定性。
内部包含加热元件(如电阻丝)和温度传感器,可实现从室温到高温(通常可达600°C或更高)的精确加热和程序控温。
2、样品支架与参比支架
仪器内部有两个位置:一个放置装有样品的样品坩埚,另一个放置空坩埚或惰性物质作为参比。
样品和参比物被置于高精度的传感器上,用于实时监测两者之间的热流差异。
3、温度控制系统
包括温度传感器(如热电偶)、控温电路和软件算法。
能够按照预设的升温程序(如等温或动态升温)精确控制炉体温度,并保持温度的稳定性和均匀性。
4、气氛控制系统
氧化诱导分析的关键在于控制环境气氛。该系统通常包括:
惰性气体管路:如氮气(N₂),用于在加热初期保护样品,防止提前氧化。
氧化性气体管路:如氧气(O₂),在达到设定温度后切换至氧气氛围,以诱发氧化反应。
气体流量控制器:精确调节气体流速,确保气氛稳定。
气体切换阀:自动或手动切换氮气与氧气。
5、热流检测系统
基于DSC原理,通过测量样品与参比物之间的热流差来判断物理或化学变化。
当样品开始氧化时,会释放热量(放热反应),仪器会检测到明显的放热峰,从而确定氧化诱导时间。
6、冷却系统
用于在测试结束后快速将炉体冷却至室温,提高测试效率。常见的冷却方式包括风冷、机械制冷(压缩机)或液氮冷却。
7、数据采集与处理系统
由计算机、专用软件和数据采集卡组成。
实时采集温度、热流、时间等数据,并绘制DSC曲线(热流vs.时间或温度)。
软件可自动分析曲线,确定氧化起始点,计算氧化诱导时间(OIT)。
8、外壳与隔热装置
仪器外部有隔热外壳,确保操作安全,防止高温烫伤,并减少环境温度对测试的影响。
9、自动进样器(可选)
高d型号配备自动进样系统,可连续进行多个样品测试,提高通量和重复性。