В семействе термоанализаторов термоанализатор (TGA) и интегрированный термоанализатор (STA), хотя и являются одним и тем же оборудованием для обнаружения тепловых характеристик материала, имеют значительные различия в функциональном проектировании, измерении обнаружения и сценарии применения. Первый является « экспертом по одному измерению», который фокусируется на качественных изменениях, в то время как второй является « платформой системного анализа», которая интегрирует многопараметрическое обнаружение. Основное различие между ними отражается в широте параметров обнаружения, глубине технологии соединения и точности применимого сценария.

Основное различие между основными функциями заключается в единстве и синтезе параметров обнаружения. Основная функция термогравиметрического анализатора заключается в отслеживании изменения массы вещества при программном контроле температуры и регистрации функционального отношения массы образца с температурой или временем (кривая TG) только с помощью высокоточных весов, а также кривой скорости изменения массы (DTG), которая фокусируется на процессах, сопровождающих изменение массы, таких как термическое разложение, испарение и окисление. Интегрированный термоанализатор представляет собой комбинированную систему теплового тяжелого анализа с дифференциальным тепловым анализом (DTA) или дифференциальным сканирующим тепловым анализом (DSC), которая, измеряя изменения качества, синхронно регистрирует разницу температур (кривую DTA) или разницу теплового потока (кривую DSC) между образцом и эталоном для достижения синхронного анализа двух измерений « масса - энергия». Например, при обнаружении пластиковых образцов TGA определяет только температуру разложения и остаточное количество, в то время как STA получает характеристики поглощения тепла в процессе разложения, что позволяет более точно определить механизм разложения.

Различия в технических принципах проявляются в степени интеграции систем обнаружения. Структура анализатора теплового веса относительно проста, в основном состоит из печи с программным управлением температурой, микровесов, пула образцов и системы управления температурой, конструкция термоизоляции весов и корпуса печи является ключом к обеспечению точности обнаружения, ее разрешение качества до 0,1 мкг. Интегрированный термоанализатор требует интеграции двух систем обнаружения в одной и той же печи: модуль весов отвечает за измерение массы, а модуль термопары или датчика теплового потока отвечает за измерение температуры / теплового потока, оба из которых должны быть строго синхронизированы (временное отклонение < 10 мс) и устранять взаимные помехи - например, слабый ток, возникающий при обнаружении теплового потока, не может влиять на систему электромагнитной компенсации весов. Эта сложная интегрированная конструкция делает диапазон температур STA, как правило, немного более узким, чем чистый TGA (общий потолок 1500 °C), но обеспечивает более богатую термодинамическую информацию.

Разделение сценариев применения зависит от сложности анализа потребностей. Термогравитационные анализаторы подходят для сценариев с одним фокусом на изменении качества: например, рейтинг тепловой устойчивости пластмасс (через температуру T5%), измерение накопления углерода в катализаторе, анализ содержания влаги в продуктах питания и т. Д. Преимущество заключается в быстром обнаружении (30 - 60 минут в одном эксперименте), меньшем использовании образцов (5 - 50 мг), интуитивной интерпретации данных. Интегрированные термоанализаторы лучше подходят для глубоких исследований, требующих корреляционных изменений массы и энергии: например, в анализе трансформации кристаллов лекарственных средств STA может синхронизировать температуру перехода (сигнал DSC) и сопровождать ли удаление растворителя (сигнал TGA); При оценке характеристик горения композитов можно одновременно получить кривую невесомости горения и кривую скорости тепловыделения, чтобы предоставить полные данные для исследования механизма огнестойкости. Практика института материалов показывает, что при анализе процесса отверждения эпоксидной смолы с использованием STA летучие парциальные помехи могут быть устранены кривой TGA, что делает пик отверждения и тепловыделения, измеренный DSC, более точным и на 40% меньше, чем ошибка использования DSC отдельно.

Существуют также значительные различия в сложности интерпретации данных. Данные TGA должны анализировать только температуру точки перегиба массы, площадь ступени невесомости и другие параметры, подходящие для обычного контроля качества. Данные STA требуют соответствия кривой TG - DSC / DTA, например, для определения того, сопровождается ли ступенька невесомости поглощением тепла фазовым переходом, и требуют экспертного анализа. Кроме того, стоимость приборов STA обычно в 1,5 - 2 раза выше, чем у TGA того же уровня, и техническое обслуживание сложнее, поэтому TGA остается более экономичным и эффективным вариантом при базовом контроле качества.

Они не являются альтернативными отношениями, а дополняют друг друга аналитическими инструментами: TGA фокусируется на удовлетворении обычных потребностей в тестировании, а STA комплексно поддерживает глубокие механические исследования, которые вместе составляют полное решение для технологии термического анализа.