TGA 熱重量分析儀
Thermogravimetric Analysis, TGA
熱重量分析儀（TGA）是一種用於研究材料熱穩定性與組成變化的重要熱分析技術。
其原理是在受控氣氛與溫度條件下，對樣品進行程式升溫或等溫加熱，並同時量測樣品重量隨溫度或時間變化的情形。
當樣品在加熱過程中發生蒸發、熱分解、氧化還原反應、脫水或熱裂解等現象時，樣品重量會產生變化。
透過精密的微量天平即時記錄重量變化，即可得到熱重曲線（TG curve），並可進一步分析材料在不同溫度階段的質量變化行為。
藉由這些重量變化與溫度的關係，可判斷材料的熱裂解溫度、組成比例、揮發性物質含量、殘留量以及熱穩定性等重要材料特性。
此外，TGA 也可搭配不同氣氛（如氮氣、空氣或氧氣）進行量測，以研究材料在不同環境條件下的熱反應行為。
技術特色
可搭配其他熱分析技術
TGA 常與 DSC、TMA 或質譜分析搭配使用，可同時獲得材料的重量變化、相變化及氣體釋放資訊，提供更完整的材料熱特性分析。
適用多種材料系統
適用於高分子材料、無機材料、奈米材料、複合材料及各類化學材料的熱特性分析。
可控制不同氣氛條件
TGA 可在惰性氣體（如氮氣）或氧化氣氛（如空氣、氧氣）下進行分析，以研究材料在不同環境中的熱分解、氧化或燃燒行為。
可進行程式升溫與等溫分析
儀器可設定不同升溫速率或等溫條件，觀察材料在特定溫度範圍內的重量變化，提供完整的熱反應與熱穩定性資訊。
高靈敏度重量變化量測
TGA 透過高精度微量天平，可量測樣品在加熱過程中極微小的重量變化，能精確分析材料在不同溫度階段的分解或揮發行為。
分析應用
氧化與分解反應研究
透過不同氣氛條件，可觀察材料的氧化、燃燒或熱裂解反應。
高分子與複合材料分析
常用於研究聚合物、塑膠及複合材料的熱分解與組成結構。
揮發性成分與水分含量分析
可分析樣品中溶劑、水分或其他揮發性物質的含量。
樣品成分比例分析
透過重量損失比例，可推估樣品中不同組成的比例，例如填料或添加劑含量。
材料熱穩定性分析
評估材料在不同溫度下的分解溫度與耐熱性。
TGA常見量測條件
| 項目 | 說明 |
|---|---|
| 溫度範圍 | 約 室溫 ~ 1000 °C |
| 升溫速率 | 1–50 °C/min |
| 氣氛 | 氮氣、空氣、氧氣 |
| 可分析材料 | 高分子、無機材料、複合材料 |
應用實例
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技術人員實際操作
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經表面修飾過的奈米碳酸鈣熱重分析圖
機台種類
Netzsch TG 209 F3 Tarsus
NETZSCH TG 209 F3 Tarsus 為高精度 熱重量分析儀 (Thermogravimetric Analyzer, TGA)，可量測材料在加熱或特定氣氛條件下的重量變化，用以研究材料的熱穩定性、分解行為及組成比例。
儀器利用高靈敏度微量天平與精密溫控系統，在程式升溫或等溫條件下即時記錄樣品重量隨溫度或時間的變化。當樣品因蒸發、脫水、熱裂解、氧化或分解反應而產生重量變化時，即可透過熱重曲線 (TG curve) 分析材料特性。
NETZSCH TG 209 F3 具備良好的溫度控制與量測穩定性，可在不同氣氛條件（如氮氣、空氣或氧氣）下進行分析，廣泛應用於高分子材料、奈米材料、無機材料與複合材料的熱特性研究。
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