温度变化引发物理/化学性质变化

热分析的原理基于物质在温度变化过程中物理和化学性质的变化规律，通过系统控制温度并测量相关参数，揭示物质内部结构与反应机制。具体原理可归纳如下：

一、核心原理

热分析通过程序控制温度变化（如等速升温/降温、恒温或步进式升温），实时监测物质在温度场中的物理性质（如热容、热导率、机械强度等）或化学性质（如分解、氧化反应等）随时间的变化关系，建立温度与性质之间的函数关系（如$P = f（T, t）$）。

二、关键应用领域

1. 材料科学

   • 晶型转变（如玻璃化转变、熔化）

   • 相态变化（如升华、凝华）

   • 高分子链运动分析

2. 化学与生物学

   • 化学反应动力学（如聚合反应、分解反应）

   • 生物大分子结构解析

3. 医学与工业

   • 药物热稳定性分析

   • 材料老化与退化研究

三、技术基础

• 热力学原理 ：基于能量守恒定律，系统内能变化等于热量吸收与功的差值，用于解释温度与性质的关系。

• 仪器设备 ：通过热天平测量质量变化（TGA）、差示扫描量热法（DSC）监测热流变化、差示扫描热导法（DTA）分析热导率变化等。

四、分析意义

热分析能够提供物质在高温下的结构演变、反应路径及动力学信息，帮助科研人员优化材料性能、设计新型化合物及理解生物分子行为。