TA Discovery DSC系列 差示扫描量热仪
Discovery DSC系列差示扫描量热仪是TA仪器推出的旗舰级热分析设备,涵盖DSC25、DSC250、DSC2500及DSC25P(压力型)等多个型号,凭借专利FusionCell量热单元、Tzero热流技术与调制DSC功能,成为材料科学、聚合物、药品、食品等领域的核心表征工具。该系列仪器融合尖端工程设计,在基线平直度、灵敏度、分辨率和重现性上表现优异,温度范围覆盖-180℃至725℃,支持玻璃化转变、熔融、结晶、氧化等多种热现象的精准检测,可提供热焓、比热、反应动力学等关键数......
产品描述
Discovery DSC系列差示扫描量热仪是TA仪器推出的旗舰级热分析设备,涵盖DSC25、DSC250、DSC2500及DSC25P(压力型)等多个型号,凭借专利FusionCell™量热单元、Tzero™热流技术与调制DSC™功能,成为材料科学、聚合物、药品、食品等领域的核心表征工具。该系列仪器融合尖端工程设计,在基线平直度、灵敏度、分辨率和重现性上表现优异,温度范围覆盖-180℃至725℃,支持玻璃化转变、熔融、结晶、氧化等多种热现象的精准检测,可提供热焓、比热、反应动力学等关键数据。其核心优势在于无需复杂数据后处理即可获得绝对测量结果,搭配One-Touch-Away™触摸屏、TRIOS软件与自动进样器,实现实验自动化与高效数据分析,为科研与工业生产提供可靠的热分析解决方案。TA Discovery DSC系列差示扫描量热仪是美国TA仪器公司推出的一款高端热分析设备,主要用于材料科学研究,能精准测量物质在受热或冷却过程中吸收或释放的热量,帮你分析材料的热转变行为。
1.FusionCell™量热单元:性能的核心基石
每款Discovery DSC的核心均为专利FusionCell™量热单元,该技术融合了QSeries™与第一代Discovery DSC的优势功能,采用单一传感器设计,无需更换传感器即可实现全性能优化。量热单元内置固定底座安装式传感器,提供稳定的热流路径;单体式银加热炉采用长寿命绕组,确保温度控制均匀性;独特的冷却棒与冷却环设计,实现宽温域内的快速冷却与瞬时响应。此外,创新型气体输送歧管可实现气体快速切换,保障实验环境的一致性与可重复性。FusionCell™支持绝对热流测量,无需基线扣除或去卷积等冗长数据处理,基线平直度在-50℃至300℃范围内低至5μW(DSC2500),为微弱热转变的检测提供了基础。 2.Tzero™热流技术:精准测量的关键保障
专利Tzero™热流技术是Discovery DSC系列的标志性技术,通过测量量热单元的热阻和热容特性,代入四项热流方程,消除了传统DSC因传感器不平衡导致的基线偏差。高级T4PTzero™技术进一步优化,可通过单次实验直接测量并存储比热,无需额外标定流程。该技术采用镍铬合金面式检测器与Tzero热电偶,确保热流信号的精准采集,焓值精度最高达±0.04%(DSC2500),温度准确度±0.025℃,能够精准捕捉聚合物玻璃化转变、药品多晶型转变等微弱热现象,为材料特性分析提供可靠数据。
3.调制DSC™(MDSC™):复杂热现象的解析利器
作为调制DSC技术的发明者,TA仪器将MDSC™作为全系列标配功能,通过在linear变温程序上叠加正弦温度振荡信号,将总热流分解为可逆热流与不可逆热流。可逆热流对应热容变化,包含玻璃化转变、熔融等过程;不可逆热流对应动力学反应,如结晶、固化、分解等。这种分离能力使复杂重叠的热现象(如挥发掩盖的玻璃化转变、熔融与冷结晶并存的过程)得以清晰解析,提升了数据解读的准确性。例如在共混聚合物测试中,MDSC™可有效分离不同组分的玻璃化转变温度,精准测定各组分的热性能参数。
4.自动化与智能化操作:提升实验效率
Discovery DSC系列配备稳健的线性自动进样器,提供54个样品位置,支持样品盘与参比盘的灵活组合分配,可通过编程设定托盘位置,实现全天候无人值守运行。自动进样器集成激光定位系统,支持一键自动校准与样品盘位置验证,校准及验证流程可预先规划并自动执行。操作界面采用One-Touch-Away™弹性触摸屏,设计符合人体工学,可快速启动/停止实验、查看实时信号与图谱、调整实验方法,所有关键操作均可一键完成。搭配TRIOS软件,可实现多台仪器的集中控制、实验队列管理与实时数据处理,大幅提升实验室工作流程效率。
5.灵活的冷却系统与附件:拓展应用边界
该系列仪器提供多种可互换冷却系统,满足不同温度范围与实验需求:机械制冷系统(RCS)无需液氮,最低温度可达-120℃(RCS120),支持热循环与MDSC™实验;液氮冷却系统(LNPump)最低温度-180℃,冷却速率高达140℃/min,适合低温快速冷却实验;鳍形空气冷却系统(FACS)经济高效,适用于室温至725℃的受控冷却与热循环研究。此外,仪器还支持多种专用附件,如Tzero™压样器与样品盘(涵盖铝、金、铂金等材质,适配不同样品类型)、显微镜摄像头附件(实验过程中观测样品物理变化)、光量热单元(PCA,用于光固化材料表征)、高压附件(DSC25P型号支持1Pa至7MPa压力范围),进一步拓展了应用场景。
1.基本测试原理
热流型DSC由单一加热炉构成,样品与参比材料分别封装在样品盘内,置于加热炉中的热电盘上。在恒定速率升温、降温或恒温过程中,加热炉向样品与参比提供相同的温度程序,当样品发生热转变(如熔融吸热、结晶放热)时,会与参比产生热流差异。仪器通过面式热电偶采集这一热流差,转化为电信号并记录,形成DSC热谱图。热流信号的数学表达为:q=Cp(dT/dt)+f(T,t),其中q为样品热流,Cp为样品热容,dT/dt为加热速率,f(T,t)为特定温度和时间下的动力学响应。热容分量反映比热与热容变化(如玻璃化转变),动力学分量对应蒸发、结晶、分解等不可逆过程,熔融等潜热转变则为两者之和。
2.Tzero™技术的优化原理
传统DSC假设样品与参比传感器的热阻和热容完全匹配,实际差异会导致基线偏移,影响测量精度。Discovery DSC的Tzero™技术通过直接测量传感器与量热单元的热阻、热容特性,代入四项热流方程进行实时校正,消除了这种不平衡带来的误差。同时,Tzero™样品盘采用高精度加工工艺,底部平整,与热电盘紧密接触,确保热流路径直接且均匀,减少了样品与传感器之间的热阻损失,使热流测量更接近真实值。这种设计无需在测试前后进行基线扣除等数据处理,直接获得绝对热流数据,提升了实验效率与结果可靠性。
3.调制DSC™的分离原理
调制DSC™在传统线性变温程序基础上叠加正弦温度振荡,使总热流信号包含稳态热流与调制热流两部分。通过傅里叶变换解析,将总热流分离为可逆热流和不可逆热流:可逆热流仅与热容变化相关,对应玻璃化转变、熔融等可逆过程;不可逆热流与动力学反应相关,对应结晶、固化、氧化等不可逆过程。这种分离能力解决了传统DSC中重叠热现象难以解析的问题,例如在工艺油降温过程中,可有效区分重叠的玻璃化转变(可逆)与结晶(不可逆)过程,精准测定各转变的温度与热焓值。
注:DSC25P为压力型差示扫描量热仪,专注于高压、真空条件下的热分析,兼容惰性、氧化性或还原性气体,适用于特殊环境下的材料表征。
1.聚合物材料表征
在聚合物领域,该系列仪器可精准测定玻璃化转变温度(Tg)、熔融温度(Tm)、结晶温度(Tc)、结晶度、氧化诱导时间(OIT)等关键参数。例如在塑料薄膜研发中,通过DSC2500的MDSC™功能,可分离聚合物共混物中不同组分的玻璃化转变,评估相容性;在塑料加工过程中,通过结晶动力学分析,优化成型温度与冷却速率,提升产品性能。此外,氧化诱导时间测试可评估聚合物的热稳定性,为材料使用寿命预测提供数据支持。
2.药品与生物制品分析
药品研发与质量控制中,Discovery DSC系列可用于药物多晶型筛查、稳定性测试、纯度分析等。例如通过测量药物的熔融焓与熔点,鉴别不同晶型(多晶型转变),确保药品疗效一致性;氧化诱导时间测试可评估药物在储存过程中的稳定性;纯度分析基于范特霍夫方程,通过熔点下降计算药物纯度。DSC25P型号可在高压条件下研究药物的热分解行为,为制剂工艺优化提供参考。
3.食品与化妆品行业
在食品行业,仪器可用于油脂氧化稳定性(OIT测试)、淀粉糊化温度与焓变、食品添加剂对热性能的影响等研究;在化妆品领域,可测定乳液的玻璃化转变、蜡类成分的熔融与结晶特性,优化产品配方与储存条件。例如通过DSC分析巧克力中可可脂的结晶行为,控制生产工艺,避免巧克力起霜。 4.材料科学与新能源领域
在材料科学中,可用于金属合金的相变温度与焓变、陶瓷材料的烧结行为、复合材料的相容性分析;在新能源领域,可表征电池电极材料的热稳定性、电解质的分解温度,为电池安全性能评估提供数据。例如通过DSC2500测试锂电池正极材料的氧化分解温度,评估电池热失控风险。
小编极仪银飞总结Discovery DSC系列差示扫描量热仪以其创新的专利技术、精准的测量性能与广泛的应用适配性,成为热分析领域的标杆产品。从基础研究到工业生产,从聚合物、药品到食品、新能源材料,该系列仪器通过捕捉材料的热转变特性,为用户提供深入的材料结构-性能关系认知。其FusionCell™量热单元、Tzero™热流技术与调制DSC™功能的融合,解决了传统热分析仪器精度不足、复杂热现象难以解析的痛点;自动化进样器与TRIOS软件的搭配,大幅提升了实验效率与数据处理便捷性。随着材料科学与相关行业的快速发展,Discovery DSC系列将持续依托技术创新,适配更多特殊场景(如高压、低温、光固化)的测试需求,为科研突破与产业升级提供更强大的热分析支撑,成为实验室不可或缺的核心设备。
核心特点与技术优势
高精度测量:采用金属扩散熔合传感器专利技术,确保高灵敏度、分辨率和精确性。
卓越基线性能:融合加热炉(Fusion Cell) 提供无与伦比的基线平直度、灵敏度和重现性。
先进热流技术:T4P Tzero热流技术 支持单次运行直接测量并存储热容,提升DSC性能。
用户友好设计:APP式触摸屏 界面操作直观,可靠的线性自动进样器 支持全天候运行。
宽温度范围与制冷:提供宽范围机械制冷方案,消除液氮消耗,确保低温实验不间断运行。
强大软件支持:TRIOS软件 提供强大的实验控制、数据管理和分析功能。
全面质保:对测试炉提供五年质保,体现对产品质量的承诺。
系列型号
Discovery DSC系列包括多个型号,如Discovery 25、Discovery 250 和 Discovery 2500,覆盖不同温度范围和性能需求,满足从性价比到高性能的多样化选择。
总的来说,TA Discovery DSC系列是一款技术领先、功能全面的高端热分析仪器,适合对测量精度和自动化有高要求的科研和工业实验室。
仪器核心技术特性:融合创新与实用的设计理念
Discovery DSC系列的核心竞争力源于多项专利技术与人性化设计,从量热单元到操作系统,每一项特性都围绕“精准、高效、便捷”展开,满足不同用户的测试需求。1.FusionCell™量热单元:性能的核心基石
每款Discovery DSC的核心均为专利FusionCell™量热单元,该技术融合了QSeries™与第一代Discovery DSC的优势功能,采用单一传感器设计,无需更换传感器即可实现全性能优化。量热单元内置固定底座安装式传感器,提供稳定的热流路径;单体式银加热炉采用长寿命绕组,确保温度控制均匀性;独特的冷却棒与冷却环设计,实现宽温域内的快速冷却与瞬时响应。此外,创新型气体输送歧管可实现气体快速切换,保障实验环境的一致性与可重复性。FusionCell™支持绝对热流测量,无需基线扣除或去卷积等冗长数据处理,基线平直度在-50℃至300℃范围内低至5μW(DSC2500),为微弱热转变的检测提供了基础。 2.Tzero™热流技术:精准测量的关键保障
专利Tzero™热流技术是Discovery DSC系列的标志性技术,通过测量量热单元的热阻和热容特性,代入四项热流方程,消除了传统DSC因传感器不平衡导致的基线偏差。高级T4PTzero™技术进一步优化,可通过单次实验直接测量并存储比热,无需额外标定流程。该技术采用镍铬合金面式检测器与Tzero热电偶,确保热流信号的精准采集,焓值精度最高达±0.04%(DSC2500),温度准确度±0.025℃,能够精准捕捉聚合物玻璃化转变、药品多晶型转变等微弱热现象,为材料特性分析提供可靠数据。
3.调制DSC™(MDSC™):复杂热现象的解析利器
作为调制DSC技术的发明者,TA仪器将MDSC™作为全系列标配功能,通过在linear变温程序上叠加正弦温度振荡信号,将总热流分解为可逆热流与不可逆热流。可逆热流对应热容变化,包含玻璃化转变、熔融等过程;不可逆热流对应动力学反应,如结晶、固化、分解等。这种分离能力使复杂重叠的热现象(如挥发掩盖的玻璃化转变、熔融与冷结晶并存的过程)得以清晰解析,提升了数据解读的准确性。例如在共混聚合物测试中,MDSC™可有效分离不同组分的玻璃化转变温度,精准测定各组分的热性能参数。
4.自动化与智能化操作:提升实验效率
Discovery DSC系列配备稳健的线性自动进样器,提供54个样品位置,支持样品盘与参比盘的灵活组合分配,可通过编程设定托盘位置,实现全天候无人值守运行。自动进样器集成激光定位系统,支持一键自动校准与样品盘位置验证,校准及验证流程可预先规划并自动执行。操作界面采用One-Touch-Away™弹性触摸屏,设计符合人体工学,可快速启动/停止实验、查看实时信号与图谱、调整实验方法,所有关键操作均可一键完成。搭配TRIOS软件,可实现多台仪器的集中控制、实验队列管理与实时数据处理,大幅提升实验室工作流程效率。
5.灵活的冷却系统与附件:拓展应用边界
该系列仪器提供多种可互换冷却系统,满足不同温度范围与实验需求:机械制冷系统(RCS)无需液氮,最低温度可达-120℃(RCS120),支持热循环与MDSC™实验;液氮冷却系统(LNPump)最低温度-180℃,冷却速率高达140℃/min,适合低温快速冷却实验;鳍形空气冷却系统(FACS)经济高效,适用于室温至725℃的受控冷却与热循环研究。此外,仪器还支持多种专用附件,如Tzero™压样器与样品盘(涵盖铝、金、铂金等材质,适配不同样品类型)、显微镜摄像头附件(实验过程中观测样品物理变化)、光量热单元(PCA,用于光固化材料表征)、高压附件(DSC25P型号支持1Pa至7MPa压力范围),进一步拓展了应用场景。
测试原理:热流测量与热现象解析的科学逻辑
Discovery DSC系列基于差示扫描量热法(DSC)的核心原理,通过测量样品与参比材料之间的热流差,分析材料在温度程序控制下的热转变与反应特性,结合专利技术实现精准定量分析。1.基本测试原理
热流型DSC由单一加热炉构成,样品与参比材料分别封装在样品盘内,置于加热炉中的热电盘上。在恒定速率升温、降温或恒温过程中,加热炉向样品与参比提供相同的温度程序,当样品发生热转变(如熔融吸热、结晶放热)时,会与参比产生热流差异。仪器通过面式热电偶采集这一热流差,转化为电信号并记录,形成DSC热谱图。热流信号的数学表达为:q=Cp(dT/dt)+f(T,t),其中q为样品热流,Cp为样品热容,dT/dt为加热速率,f(T,t)为特定温度和时间下的动力学响应。热容分量反映比热与热容变化(如玻璃化转变),动力学分量对应蒸发、结晶、分解等不可逆过程,熔融等潜热转变则为两者之和。
2.Tzero™技术的优化原理
传统DSC假设样品与参比传感器的热阻和热容完全匹配,实际差异会导致基线偏移,影响测量精度。Discovery DSC的Tzero™技术通过直接测量传感器与量热单元的热阻、热容特性,代入四项热流方程进行实时校正,消除了这种不平衡带来的误差。同时,Tzero™样品盘采用高精度加工工艺,底部平整,与热电盘紧密接触,确保热流路径直接且均匀,减少了样品与传感器之间的热阻损失,使热流测量更接近真实值。这种设计无需在测试前后进行基线扣除等数据处理,直接获得绝对热流数据,提升了实验效率与结果可靠性。
3.调制DSC™的分离原理
调制DSC™在传统线性变温程序基础上叠加正弦温度振荡,使总热流信号包含稳态热流与调制热流两部分。通过傅里叶变换解析,将总热流分离为可逆热流和不可逆热流:可逆热流仅与热容变化相关,对应玻璃化转变、熔融等可逆过程;不可逆热流与动力学反应相关,对应结晶、固化、氧化等不可逆过程。这种分离能力解决了传统DSC中重叠热现象难以解析的问题,例如在工艺油降温过程中,可有效区分重叠的玻璃化转变(可逆)与结晶(不可逆)过程,精准测定各转变的温度与热焓值。
核心参数与型号对比表
基于官方技术资料,以下表格整理了Discovery DSC系列主要型号的关键参数,直观呈现不同型号的性能差异与适用场景:| 技术参数 | DSC25 | DSC250 | DSC2500 | DSC25P(压力型) |
| 基线平直度(-50℃至300℃) | <100µW | ≤10µW | ≤5µW | - |
| 基线重复性(-50℃至300℃) | <40µW | <20µW | <10µW | - |
| 温度范围 | -180℃至725℃ | -180℃至725℃ | -180℃至725℃ | -130℃至550℃(含冷却附件) |
| 温度准确度 | ±0.1℃ | ±0.05℃ | ±0.025℃ | ±0.1℃ |
| 温度精度 | ±0.01℃ | ±0.008℃ | ±0.005℃ | - |
| 焓值精度 | ±0.1% | ±0.08% | ±0.04% | ±1%(基于金属标样) |
| 自动进样器 | 选配 | 选配 | 标配(54位) | 选配 |
| 高级Tzero热流(T4P) | - | 标配 | 标配 | 标配 |
| 直接Cp测量 | - | 标配 | 标配 | 标配 |
| 压力范围 | - | - | - | 1Pa至7MPa |
| 核心优势 | 高性价比,基础热分析 | 精准测量,兼顾科研与工业 | 顶级性能,高端科研首选 | 高压/真空环境专属 |
典型应用场景:覆盖多领域的热分析解决方案
Discovery DSC系列凭借广泛的温度范围、精准的测量能力与灵活的附件配置,已在多个领域得到深度应用,为材料研发、质量控制提供关键数据支撑。1.聚合物材料表征
在聚合物领域,该系列仪器可精准测定玻璃化转变温度(Tg)、熔融温度(Tm)、结晶温度(Tc)、结晶度、氧化诱导时间(OIT)等关键参数。例如在塑料薄膜研发中,通过DSC2500的MDSC™功能,可分离聚合物共混物中不同组分的玻璃化转变,评估相容性;在塑料加工过程中,通过结晶动力学分析,优化成型温度与冷却速率,提升产品性能。此外,氧化诱导时间测试可评估聚合物的热稳定性,为材料使用寿命预测提供数据支持。
2.药品与生物制品分析
药品研发与质量控制中,Discovery DSC系列可用于药物多晶型筛查、稳定性测试、纯度分析等。例如通过测量药物的熔融焓与熔点,鉴别不同晶型(多晶型转变),确保药品疗效一致性;氧化诱导时间测试可评估药物在储存过程中的稳定性;纯度分析基于范特霍夫方程,通过熔点下降计算药物纯度。DSC25P型号可在高压条件下研究药物的热分解行为,为制剂工艺优化提供参考。
3.食品与化妆品行业
在食品行业,仪器可用于油脂氧化稳定性(OIT测试)、淀粉糊化温度与焓变、食品添加剂对热性能的影响等研究;在化妆品领域,可测定乳液的玻璃化转变、蜡类成分的熔融与结晶特性,优化产品配方与储存条件。例如通过DSC分析巧克力中可可脂的结晶行为,控制生产工艺,避免巧克力起霜。 4.材料科学与新能源领域
在材料科学中,可用于金属合金的相变温度与焓变、陶瓷材料的烧结行为、复合材料的相容性分析;在新能源领域,可表征电池电极材料的热稳定性、电解质的分解温度,为电池安全性能评估提供数据。例如通过DSC2500测试锂电池正极材料的氧化分解温度,评估电池热失控风险。
小编极仪银飞总结Discovery DSC系列差示扫描量热仪以其创新的专利技术、精准的测量性能与广泛的应用适配性,成为热分析领域的标杆产品。从基础研究到工业生产,从聚合物、药品到食品、新能源材料,该系列仪器通过捕捉材料的热转变特性,为用户提供深入的材料结构-性能关系认知。其FusionCell™量热单元、Tzero™热流技术与调制DSC™功能的融合,解决了传统热分析仪器精度不足、复杂热现象难以解析的痛点;自动化进样器与TRIOS软件的搭配,大幅提升了实验效率与数据处理便捷性。随着材料科学与相关行业的快速发展,Discovery DSC系列将持续依托技术创新,适配更多特殊场景(如高压、低温、光固化)的测试需求,为科研突破与产业升级提供更强大的热分析支撑,成为实验室不可或缺的核心设备。






