新版國(guó)標(biāo)ＧＢ／Ｔ６４２５—２００８《熱分析術(shù)語(yǔ)》的要點(diǎn)與主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)

經(jīng)過(guò)兩年時(shí)間的多次修改，新版國(guó)標(biāo) GB/T 6425—2008《熱分析術(shù)語(yǔ)》已于2008年8月由中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社正式出版。現(xiàn)將該項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的要點(diǎn)與主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)概述如下。

新版國(guó)標(biāo)主要變化和尚需說(shuō)明之處（要點(diǎn)）：

1.熱分析總定義

新版國(guó)標(biāo)將熱分析定義為“在程序控溫（和一定氣氛）下，測(cè)量物質(zhì)的某種物理性質(zhì)與溫度或時(shí)間關(guān)系的一類技術(shù)?！迸c原國(guó)標(biāo)GB/T 6425—1986 的定義“在程序溫度下, 測(cè)量物質(zhì)的物理性質(zhì)與溫度的關(guān)系的一類技術(shù)”相比，增添了“氣氛”和“時(shí)間”因素。這種變化是基于如下考慮：

（1）熱分析的測(cè)定結(jié)果是非平衡值，即與實(shí)驗(yàn)條件（如氣氛等因素）密切相關(guān)；

（2）熱分析實(shí)驗(yàn)概括起來(lái)有兩種基本類型：與溫度有關(guān)的掃描型（temperature瞫canning mode），這是原國(guó)標(biāo)已經(jīng)強(qiáng)調(diào)的；與時(shí)間有關(guān)的等溫型（isothermal mode），這是新版國(guó)標(biāo)增補(bǔ)的；

（3）在原國(guó)標(biāo)總定義中將被測(cè)對(duì)象稱之為“物質(zhì)”具有較強(qiáng)的概括性，新版國(guó)標(biāo)仍予以保留。新版國(guó)標(biāo)注意了“物質(zhì)”（substance）、“樣品”（sample）和“試樣”（specimen）的區(qū)別，在具體方法中稱“試樣”，如差熱分析定義為：“在程序控溫和一定氣氛下，測(cè)量試樣和參比物溫度差與溫度或時(shí)間關(guān)系的技術(shù)?！?/p>

新版國(guó)標(biāo)對(duì)熱分析總定義和具體方法的定義更加注重對(duì)實(shí)驗(yàn)的考慮。

2.兩種類型DSC及其所測(cè)物理量

新版國(guó)標(biāo)將heat瞗lux DSC稱“熱通量DSC”，不再沿用原國(guó)標(biāo)“熱流型DSC”的叫法, 測(cè)量的是heat flow rate（熱流速率）；功率補(bǔ)償DSC (power瞔ompensation DSC) 測(cè)量的是heating power（加熱功率）。按熱力學(xué)要求，DSC曲線的縱坐標(biāo)，向上為正，表示吸熱。

3.溫度調(diào)制式差示掃描量熱法的簡(jiǎn)稱

目前，溫度調(diào)制式差示掃描量熱法（modulated瞭emperature differential scanning calorimetry）的簡(jiǎn)稱尚不統(tǒng)一，有MDSC、TMDSC等，新版國(guó)標(biāo)將這種方法簡(jiǎn)稱為MTDSC，這將有助于這種方法簡(jiǎn)稱的統(tǒng)一。

4.同時(shí)聯(lián)用技術(shù)與串接聯(lián)用技術(shù)的符號(hào)表示

TG睤SC/FTIR,TG睤SC/MS，同時(shí)聯(lián)用技術(shù)在兩種技術(shù)之間采用半字線“病繃接，而串接聯(lián)用技術(shù)，用斜線“/”連接，以便強(qiáng)調(diào)后一種方法與前一種方法在時(shí)間上的前后關(guān)系。

5.關(guān)于sample (樣品)、specimen (試樣) 和specimens (試樣和參比物)

新版國(guó)標(biāo)將specimens稱“試樣和參比物”或“試樣-參比物”，原國(guó)標(biāo)稱“樣品”。實(shí)際上，“樣品”是另有定義的，ISO11358將其定義為：“sample: A small part or portion of a bulk material or batch of products intended to be representative of the whole. ”(樣品:可代表整個(gè)材料或產(chǎn)品的一小部分批料。)

6.試樣質(zhì)量

新版國(guó)標(biāo)將試樣的用量稱“試樣質(zhì)量”（mass of the specimen或specimen mass），不稱 “試樣重量”（specimen weight），因?yàn)椤百|(zhì)量”和“重量”是兩個(gè)不同的概念。

7.熱分析曲線TA curve

根據(jù)國(guó)際熱分析協(xié)會(huì)名詞委員會(huì)的有關(guān)規(guī)定，新版國(guó)標(biāo)將熱分析的記錄稱“熱分析曲線”，如DSC曲線、TG曲線、TMA曲線和DMA曲線等，不稱“熱譜”（thermogram）、“熱譜曲線”（thermogram curve）。

8.玻璃化（glass transition）

在不特別強(qiáng)調(diào)轉(zhuǎn)變過(guò)程時(shí)，新版國(guó)標(biāo)將其稱“玻璃化”，可不稱“玻璃化轉(zhuǎn)變”，因?yàn)樵谝欢ㄒ饬x上“化”與“轉(zhuǎn)變”是重復(fù)的。

9.“熱流”和 “熱流量”

新版國(guó)標(biāo)中，heat flow指過(guò)程稱“熱流”；指物理量（DSC曲線的縱坐標(biāo)）稱“熱流量”，相當(dāng)于“熱流速率”。

10.動(dòng)力學(xué)三參量（kinetic triplet）

新版國(guó)標(biāo)將kinetic triplet 稱“動(dòng)力學(xué)三參量”，不再沿用習(xí)稱的一種叫法 “動(dòng)力學(xué)三聯(lián)體”。

新版國(guó)標(biāo)具有如下特征（創(chuàng)新點(diǎn)）：

1.具有一定的原創(chuàng)性

新版國(guó)標(biāo)不是復(fù)制某一項(xiàng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（如ISO 、ICTAC等）或國(guó)家（如ASTM，JIS等）標(biāo)準(zhǔn)，而是參考數(shù)十種現(xiàn)行的國(guó)際上通用的標(biāo)準(zhǔn)，加以綜合，并結(jié)合熱分析的發(fā)展現(xiàn)狀和中國(guó)的具體國(guó)情，在廣泛征求意見(jiàn)的基礎(chǔ)上（包括科研單位、高校、產(chǎn)業(yè)部門等50余個(gè)單位）制訂的。

2.充分反映熱分析的新進(jìn)展

原國(guó)標(biāo)面臨嚴(yán)重缺失和老化，新版國(guó)標(biāo)進(jìn)行了大幅度修改和增補(bǔ)，增加了一些熱分析術(shù)語(yǔ)，如有關(guān)校準(zhǔn)、狀態(tài)調(diào)節(jié)、熱分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)質(zhì)量標(biāo)志，以及應(yīng)用（熱焓松弛、比定壓熱容、氧化誘導(dǎo)期和氧化誘導(dǎo)溫度、相圖、純度測(cè)定、非等溫動(dòng)力學(xué)等）方面的內(nèi)容。充分考慮了熱分析發(fā)展的現(xiàn)狀，如對(duì)差示掃描量熱法的定義涵蓋了并存的熱通量型和功率補(bǔ)償型兩種類型；熱重法的叫法，仍可使用普遍稱呼的熱重分析等；反映了20余年來(lái)熱分析技術(shù)的最新發(fā)展, 增補(bǔ)了近年出現(xiàn)的一些新的熱分析方法，如：溫度調(diào)制式差示掃描量熱法(MTDSC)、控制速率熱分析、微區(qū)熱分析、光照差示掃描量熱法等。

3.科學(xué)定義熱分析新技術(shù)

新版國(guó)標(biāo)對(duì)熱分析領(lǐng)域的一些新技術(shù)給出了科學(xué)定義。例如，MTDSC雖已提出十余年，但至今并無(wú)完整的定義，新版國(guó)標(biāo)按其原理，對(duì)各大儀器公司推出的不同形式的調(diào)制方式進(jìn)行了概括，具有較大的包容性。定義為：“在溫度程序上疊加一個(gè)正弦或其他形式的溫度程序,形成熱流速率和溫度信號(hào)的非線性調(diào)制的差示掃描量熱法。這種方法可將熱流速率即時(shí)分解成可逆的熱容成分（如玻璃化、熔化）和不可逆的動(dòng)力學(xué)成分（如固化、揮發(fā)、分解）?！痹摱x得到廣泛認(rèn)同。

4.確定較為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)男g(shù)語(yǔ)

新版國(guó)標(biāo)對(duì)有爭(zhēng)議的熱分析術(shù)語(yǔ)，經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的分析、評(píng)述，給出了較為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕蟹?。例如，DSC是在高分子材料科學(xué)、藥物等領(lǐng)域應(yīng)用甚廣的一種熱分析術(shù)語(yǔ)，此種方法所測(cè)物理量有多種說(shuō)法，如能量差（difference in energy）、熱通量(heat flux)、熱流量（heat flow）、熱流速率（heat flow rate）、熱流速率差（difference in heat flow rate）、功率（power）、加熱功率（heating power，thermal power）、加熱功率差 (thermal power difference) 等。經(jīng)分析并根據(jù)ISO的最新規(guī)定，新版國(guó)標(biāo)將熱通量DSC（heat flux DSC）和功率補(bǔ)償DSC（power composition DSC）所測(cè)的物理量分別稱為“熱流速率”和“加熱功率”；針對(duì)熱流速率C和加熱功率吸放熱方向現(xiàn)行一些表達(dá)方式上的不一致，新版國(guó)標(biāo)基于熱力學(xué)的要求，也給予明確說(shuō)明和規(guī)定。

5.重新表述某些熱分析術(shù)語(yǔ)及其定義

例如，目前世界上，對(duì)熱分析曲線的縱坐標(biāo)有以DSC、TG、TMA等形式表達(dá)的。在進(jìn)行新版國(guó)標(biāo)宣貫時(shí)，我們指出此種表達(dá)是不合適的，上述符號(hào)是方法的簡(jiǎn)稱，而非物理量，正確的表達(dá)應(yīng)當(dāng)是dQ/dt、Δm、Δl(或ΔV )等。

再如，ISO 11357—4將比定壓熱容定義為：“quantity of heat necessary to raise the temperature of unit mass of material by 1 K at constant pressure.”(在恒定的壓力下，單位質(zhì)量的材料升高1K所需要的熱量。)這里的所謂“升高1K”不確切，對(duì)物理量下定義時(shí)的一個(gè)基本原則就是不能有單位介入。為此，新版國(guó)標(biāo)將比定壓熱容定義為“在恒定的壓力下，單位質(zhì)量的樣品單位溫升所需要的熱量”。

6.是制訂中國(guó)各種熱分析標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)

如目前著手制訂的玻璃化溫度、結(jié)晶和熔融溫度、比定壓熱容測(cè)定等熱分析方法國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，均遵照該項(xiàng)新版國(guó)標(biāo)規(guī)定的相關(guān)內(nèi)容。

熱分析技術(shù)與應(yīng)用日新月異、層出不窮，某些新技術(shù)在新版國(guó)標(biāo)并未得到反映，諸如隨機(jī)多頻溫度調(diào)制DSC和超快速薄膜納諾量熱儀等，另外，該項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)在執(zhí)行過(guò)程還會(huì)發(fā)現(xiàn)一些不足，這些均有待今后進(jìn)一步完善。

劉振海：中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所，130022