前言

铁是地球上分布最广、最常用的金属之一，广泛应用于建筑、机械制造、交通运输、电力等领域。铁的机械性能使它成为多种用途的理想材料，它具有较高的强度和硬度，良好的耐磨性等，可以在明火中锻造。

钢是一种主要由铁和碳组成的合金材料，除了铁和碳之外，钢中还可能含有其它元素，如锰、硅、磷、硫等，这些元素可提供许多性能，如颜色、硬度等级、耐化学性等。当然，铁是钢的主要成分，决定了钢的基本性质。铁和钢的分析是热分析中最常见的应用之一。

实验

使用热膨胀仪在氩气气氛下，以 5 K/min 的升温速率对铁样品进行热膨胀测量。如下图显示了铁样品线性热膨胀 ΔL（红色曲线）和热膨胀系数 CTE（蓝色曲线）的测量结果。从曲线可观察到，在温度达到 736.3 ℃（CTE 的峰值温度）后检测到样品收缩，这是由于铁的相变效应，也称为居里温度。测量值和文献值（770 ℃）的差异可归因于样品的污染和所含其他微量元素导致的。

前言

L78 Q/D 是通过多步变形控制来优化材料淬火速率的理想仪器。通过这些测量，可以模拟钢的加工过程，从而控制钢的晶体结构和物理性能。淬火和变形速率对最终产品的性能和优化锻造工艺非常重要。

实验

在本实例中，经过初始加热和由此产生热膨胀后，钢样品被等温保持，并经历了 2 个变形步骤：在 10 秒的时间内产生 1 mm 的初始变形，然后接着在 10 秒的时间内再次产生 1 mm 的变形。变形步骤完成后，对材料进行淬火，测量材料的收缩和相变。制造商可根据这些数据来优化钢的生产工艺，使其具有所要求的物理性能。

前言

差示扫描量热法（DSC）是一种常用于分析钢和金属的热分析技术。用 DSC 进行线性加热和冷却实验，可以测定相变及其焓，还可以测定固相线和液相线，以确定样品在什么温度下熔化和结晶。

实验

如下图显示了使用 DSC L62 测量的低合金钢样品的加热和冷却曲线。从图中可以观察到，在 731 ℃ 时，样品的晶体结构和磁性发生了变化（铁磁性变为顺磁性）。该低合金钢的熔点为 1411 ℃ 。测得的液相线温度为 1471 ℃ 。加热曲线中所有的峰值都是可逆的，可以在冷却曲线段（蓝色曲线）中观察到。低合金钢的结晶范围为 1454 ~ 1436 ℃ ，相变发生在 637 ℃ 。

前言

钯是一种稀有的、有光泽的银白色金属。钯由于其高熔点和独特的热物理性质，常应用于热分析技术。

实验

在本实验中，使用 STA L81 测量钯的熔化曲线。在氮气气氛条件下，以 5 K/min 的加热速率测量钯（质量为 5.6 mg）的熔化过程。如下图所示，所得的 DTA 曲线显示出一个尖锐明显的吸热峰，其表明钯的熔化过程开始于 1554.3 ℃ ，终止于 1559.3 ℃ 。峰面积的积分为 -157.3 mJ/mg ，表示熔融焓值。这种熔化行为和熔融焓值的精确测量对于校准 DSC 仪器至关重要，确保它们在各种研究和工业应用中热分析的准确性。

前言

采用容量法进行吸附测量通常不提供有关热流和焓的信息。如果对吸附热感兴趣，则需要进行第二次实验。重量吸附分析仪（高压 TG-DSC / STA HP），可同时测量物质的重量变化和 DSC 信号，是一种更加快捷的替代方案，可在一次性实验中完成吸附量和吸附热的测量。

实验

化学吸附和催化氧化或还原是放热反应。使用林赛斯 STA HP L84 集成的 DSC 传感器可以轻松地监测热量。如下图显示了在压力 15 bar 和 80 ℃ 的温度下氢气吸附在铂 / 铝催化剂上的 DSC 信号。释放出的热量为 30.5 J/g 。吸附热在吸附实验中直接测定，并显示一个清晰的峰值。在曲线中，监测了从氢气引入到吸附反应的时间，以显示样品与气氛相互作用的速度。

LSR-1 的工作原理如下：样品的温度由样品夹内的嵌入式加热器控制，因此环境温度可降至 -160 ℃ 左右。这使得塞贝克系数可以在低至 -150 ℃ 和高达 180 ℃ 的温度范围内进行测量。

TC 线与温度梯度方向垂直接触样品，两个接触点应具有相同的温度。使用这种方法测量样品表面温度，而不是测量压在样品表面的 TC 珠的温度，这样即使样品表面的温度受到样品向 TC 线传递热量或 TC 线向样品传递热量的影响也无关紧要。

用这种方法测量了铝镍合金的相对塞贝克系数。为了计算绝对塞贝克系数，在相同温度下测量铂相对于铝镍合金的塞贝克系数。

绝对塞贝克系数的数据可从文献（Cusack, Kendall “The Absolute Scale of Thermoelectric Power at High Temperature“ Proceedings of the Physical Society 72 (5): 898. (1958)）中获得。

前言

合金钢对材料成分非常敏感，不同的材料组成可能会导致机械性能和热性能产生显著的变化，从而改善钢材的性能，使其可以用于纯钢无法满足的高要求应用。例如核反应堆、铁路和喷气发动机的涡轮叶片。一般来说，合金钢具有广泛的应用范围，包括管道，汽车运输，能源和机械等。

实验

本实验使用 LFA L52 在室温至 500 ℃ 的范围内对合金钢（样品 1）的热扩散率进行测量。在同一测量周期内，以铬镍铁合金为基准，采用比较法测量比热容。根据样品的热扩散率、比热容和密度，可以确定其热导率。测量结果表明，样品的热扩散率和热导率均随着温度的升高而降低，而比热容起初随着温度的升高出现略微的降低，在温度大于 200 ℃ 后，比热容随着温度的升高而增大。

对另一种合金钢（样品 2）在同一实验条件下进行了测量。如下图显示了上述样品（样品 1）和另一种合金钢（样品 2）的导热系数。该图清楚地表明，由于不同的成分，合金钢的性能完全不同，样品 1 的热导率随温度的升高而减小，样品 2 的热导率则随着温度的升高而增大。

前言

镍铬铁合金 Inconel 600 是一种常用的技术材料，它具有优异的机械性能，如高强度，同时具有良好的耐腐蚀和耐热性能。广泛应用于多个领域，如化学和电子工业等。

实验

使用 LFA L52 分析了 Inconel 样品在室温至 500 ℃ 范围内的热扩散率。已知样品的比热容和密度数据，即可以计算出样品的热导率。如下图所示，样品的热扩散率和热导率均随着温度的升高而增大。将测量数据点与文献值（实线）进行比较，从图中以看到仅存在轻微的偏差，偏差低于百分之三。