热分析-DSC 热分析的原理设计应用说明-DSC热示差扫描卡量计

热分析设备是研究材料的基本工具，举凡高分子材料，陶瓷材料,金属材料都会使用到热分析仪，热分析主要是施加几个参数到材料上测试样品反应。例如材料受到温度影响物性会开始变化，材料开始熔融、软化，随之比热变化、强度变化、体积变化、介电性会变化，热分析就是借此发展出来。DSC (Difference Scanning Calorimetry)测试比热变化，TMA (Thermal Mechanical Analyzer )测试体积变化、尺寸变化，DMA (Dynamic Mechanical Analyzer)测试强度及模数变化，DEA (Dielectrical Analyzer) 测试电性变化。

DSC (Differential Scanning Calorimetry)以设计方式可分为热流式(Heat Flux DSC)及补偿式DSC(Power Compensation DSC)，各有其优点。热流式DSC基线稳定，微小讯号较易取得，补偿式DSC升降温速度快，但基线不佳易造成微小相变化(Phase transition)看不到。
 

传统DSC可以施加温度，可以从低温开始测试，借由吸放热判断材料的相变化。如玻璃转移温度Tg (Glass transition)，熔融Tm (Melting point)，熔融热(Melting energy)，交连温度Curing point，交连能量Curing energy…只要反应伴随吸放热就可以被侦测到反应的状况。
 

目前DSC除了加热外，也可以藉由曝光UV光来产生反应，借此发展出来UV-DSC (紫外光-扫描式卡量计)，因为很多材料都是经由照射UV光来反应及交连，例如常见的UV胶、光学胶OCA、液态光学胶OCR、LCD框胶、ODF框胶…



新DSC已发展出来测试时除密闭测试外还可以直接透过CCD看到样品变化状况，常见的就是样品在不同温度下颜色改变，不同温度下结晶状况改变，材料的失效分析，加热降温过程中颜色改变及黄化、黑化、焦化…这些在传统DSC里面是无法被解决的，现在透过Real View DSC功能可以被完整呈现出来。

DSC的温控方式除了线性升降温外也可以恒温，做一般恒温加工的模拟用，现在更因为考虑到材料的记忆及加热历史会被记录下来，而开始改变温度加温方式让温度做非线性变温，我们称之为动态DSC ，常见的有MDSC (Modulated DSC), DDSC (Dynamic DSC), TMDSC (Thermal Modulated DSC)，分离可以重复产生的讯号或是一旦加温过后就消失的讯号，例如应力释放及Tg玻璃转移温度都是吸热而应力在Tg点后高分子链振动后才会释放，所以两讯号很常一起发生，但一般DSC无法分离此两种讯号，无法判断此时样品出现什么样的变化，这就是TMDSC适合使用的时机。

新型DSC除可以做准确测试外，还可做为模拟之用，例如做一般机械无法控制的慢速升温，Eg 0.001℃/min 或作机械式无法控温的高速升温10000℃/min，以类比方式判断快速或慢速反应样品状态及反应机构，此种功能称之为快速热分析软体High Way TA。

我们在热分析技术应用于电子领域上已有很多经验，欢迎与我们联络。