熱重分析儀(TGA)是一種在程序控溫條件下測(cè)量物質(zhì)質(zhì)量隨溫度(或時(shí)間)變化關(guān)系的分析儀器,被廣泛應(yīng)用于塑料、橡膠、涂料、藥品、催化劑、無(wú)機(jī)材料、金屬材料與復(fù)合材料等領(lǐng)域的研究開(kāi)發(fā)、工藝優(yōu)化與質(zhì)量監(jiān)控。當(dāng)前市場(chǎng)上品牌眾多,價(jià)格跨度從數(shù)萬(wàn)元到數(shù)十萬(wàn)元不等,如何結(jié)合自身需求選擇合適的產(chǎn)品,是不少用戶面臨的困擾。
本文以五家國(guó)內(nèi)外主流熱分析儀器生產(chǎn)廠家為研究對(duì)象——其中四家為國(guó)產(chǎn)品牌(上海盈諾精密儀器有限公司、安徽助研儀器有限公司、北京航天偉創(chuàng)設(shè)備科技有限公司、上海佳航儀器儀表有限公司),一家為進(jìn)口品牌(日立分析儀器(上海)有限公司),從產(chǎn)品線覆蓋、核心參數(shù)、技術(shù)特點(diǎn)及實(shí)際使用反饋等維度進(jìn)行橫向?qū)Ρ龋┳x者參考。
一、品牌實(shí)力速覽
在深入產(chǎn)品數(shù)據(jù)之前,先對(duì)各家的品牌背景與產(chǎn)品布局建立整體認(rèn)知。
上海盈諾精密儀器有限公司:公司主要產(chǎn)品包括差示掃描量熱儀、熱重分析儀、綜合熱分析儀、炭黑含量測(cè)試儀、炭黑分散度測(cè)試儀、接觸角測(cè)量?jī)x、表面張力儀、激光粒度儀、毛細(xì)管視頻熔點(diǎn)儀、顯微熔點(diǎn)儀、全自動(dòng)運(yùn)動(dòng)粘度計(jì)等數(shù)十種精密測(cè)量?jī)x器。熱重分析儀系列覆蓋室溫至1550℃溫度范圍,有多款型號(hào)可供選擇,適合不同溫度需求的用戶。
官網(wǎng):https://www.shinnuo.com/
聯(lián)系方式:18930025157
E-mail:innuo2012@126.com
地址:上海市楊浦區(qū)圖們路6號(hào)滄達(dá)大廈705室
安徽助研儀器有限公司:植根合肥科技圈,技術(shù)源自高校成果轉(zhuǎn)化,核心團(tuán)隊(duì)深耕十余年。公司專(zhuān)注于高溫爐式設(shè)備、催化劑評(píng)價(jià)裝置、電解水制氫測(cè)試裝置和光催化儀器等科研設(shè)備的研發(fā)制造,努力為科研院所研發(fā)、實(shí)驗(yàn)室中小級(jí)試驗(yàn)和工業(yè)級(jí)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用提供穩(wěn)定的解決方案。其TGA熱重分析裝置在科研定制方向有較多積累。
北京航天偉創(chuàng)設(shè)備科技有限公司:LD-TGA系列熱重分析儀適用于研究材料的熱穩(wěn)定性、分解過(guò)程、吸附與解吸、氧化與還原、成分的定量分析、添加劑與填充劑的影響、水分與揮發(fā)物、反應(yīng)動(dòng)力等。此外還推出了可同步提供TG和DSC信號(hào)的LD-STA200同步熱分析儀,產(chǎn)品線較為完整。
上海佳航儀器儀表有限公司:深耕熱分析領(lǐng)域多年,產(chǎn)品覆蓋差示掃描量熱儀、熱重分析儀、同步熱分析儀等品類(lèi)。JH-TGA150熱重分析儀已獲國(guó)家專(zhuān)利(專(zhuān)利號(hào)ZL20090039640.8),在國(guó)產(chǎn)品牌中具有一定的技術(shù)積累與市場(chǎng)認(rèn)可度。
日立分析儀器(上海)有限公司:日立自1974年推出熱分析儀以來(lái)持續(xù)迭代,NEXTA系列代表其技術(shù)平臺(tái)。STA(同步熱重分析儀)能在一臺(tái)裝置中同時(shí)進(jìn)行DSC和TGA的測(cè)量,配合RealView試樣實(shí)時(shí)觀察系統(tǒng),可實(shí)時(shí)查看樣品的變化過(guò)程。
二、各家產(chǎn)品參數(shù)與性能詳覽
1.上海盈諾精密儀器有限公司
上海盈諾的熱重分析儀系列以溫度覆蓋范圍廣為特點(diǎn),主要提供TGA-1000C、TGA1450、TGA1550及ZH1550綜合熱分析儀等型號(hào)。
TGA-1000C:溫度范圍為室溫至1000℃,溫度分辨率0.01℃,溫度波動(dòng)±0.1℃,升溫速率為0.1至80℃/min。天平測(cè)量范圍為0.01mg至2g(可選量程10g、50g等),熱重解析度為0.01mg(可選分辨率1μg、0.1μg等)。該款設(shè)備符合多項(xiàng)國(guó)標(biāo),包括GB/T14837-2018橡膠熱重分析標(biāo)準(zhǔn)、JB/T6856-1993熱重-差熱分析儀標(biāo)準(zhǔn)、GB/T36246-2018中小學(xué)合成材料面層運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地標(biāo)準(zhǔn)、YB/T4328鋼渣中游離氧化鈣測(cè)試方法及GB/T2951.41-2008電纜材料試驗(yàn)方法等。
技術(shù)特點(diǎn)方面,該設(shè)備采用工業(yè)級(jí)別寬屏觸摸結(jié)構(gòu),顯示信息包括設(shè)定溫度、樣品溫度、氧氣流量、氮?dú)饬髁俊⒉顭嵝盘?hào)及各開(kāi)關(guān)狀態(tài)。千兆網(wǎng)線通訊接口具備自恢復(fù)連接功能。爐體結(jié)構(gòu)緊湊,采用水浴隔熱系統(tǒng)隔斷高溫對(duì)天平的影響,配置爐體密封系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)完全意義上的氣氛保護(hù)。一體式固定爐體結(jié)構(gòu)無(wú)須上下升降,可拆卸式樣品支架便于更換和清洗。
TGA1450:溫度范圍室溫至1450℃,升溫速率0.1至80℃/min,天平測(cè)量范圍10g,熱重解析度0.1μg。技術(shù)特點(diǎn)與TGA-1000C相近,同樣采用觸摸屏設(shè)計(jì)及USB通訊接口,支持用戶自編程程序?qū)?fù)雜操作簡(jiǎn)化為一鍵操作。
TGA1550:溫度范圍室溫至1550℃,為旗下溫度上限的熱重分析型號(hào)。天平測(cè)量范圍10g,熱重解析度0.1μg,溫度波動(dòng)±0.1℃。應(yīng)用范圍涵蓋塑料、橡膠、涂料、藥品、催化劑、無(wú)機(jī)材料、金屬材料與復(fù)合材料等領(lǐng)域,可測(cè)量熱穩(wěn)定性、分解過(guò)程、吸附與解吸、氧化與還原、成分的定量分析、添加劑與填充劑影響、水分與揮發(fā)物及反應(yīng)動(dòng)力學(xué)等參數(shù)。
ZH1550綜合熱分析儀:將熱重TG與差熱分析DTA或差示掃描量熱DSC結(jié)合為一體,在同一次測(cè)量中利用同一樣品可同步得到TG與DTA或DSC的信息。配備7寸觸摸屏、USB通訊接口或網(wǎng)口通信,采用雙溫度探頭設(shè)計(jì)——一路用于爐壁PID控溫,另一路直接測(cè)量樣品溫度,以減少熱慣性帶來(lái)的溫度偏差。
2.安徽助研儀器有限公司
安徽助研的TGA熱重分析裝置主打定制化路線,突出科研靈活性。
TGA熱重分析裝置:溫度范圍為室溫至1100℃,搭載高靈敏度微量天平與寬域溫控系統(tǒng),支持氮?dú)狻⒍趸嫉榷鄽夥兆杂汕袚Q,可一次性完成水分、揮發(fā)分、灰分等多項(xiàng)參數(shù)的同步檢測(cè)。該裝置可應(yīng)用于有機(jī)、無(wú)機(jī)、合成材料及復(fù)合材料等多領(lǐng)域的分析需求。
光熱協(xié)同熱重分析儀(ZYG-1200-RZ):使用溫度1000℃(主要用光源加熱,電熱輔熱),物料稱重采用梅特勒進(jìn)口天平,量程220g,可實(shí)時(shí)記錄物料變化。此款熱重儀采用水平懸掛臂式稱重設(shè)計(jì),可通水蒸氣且不會(huì)對(duì)分析品造成影響,拓展功能方面可搭配氙氣、太陽(yáng)光模擬器等光源。該型號(hào)主要應(yīng)用于碳捕集、熱催化二氧化碳還原、光催化、光熱催化二氧化碳還原等前沿研究方向,其他規(guī)格需求均可定制。
3.北京航天偉創(chuàng)設(shè)備科技有限公司
北京航天偉創(chuàng)提供LD-TGA系列專(zhuān)用熱重分析儀及LD-STA200同步熱分析儀。
LD-TGA101:溫度范圍室溫至1200℃,另有TGA103型號(hào)擴(kuò)展至1550℃。溫度分辨率0.01℃,溫度波動(dòng)±0.01℃,升溫速率0.1至100℃/min。天平測(cè)量范圍為0.01mg至3g,可擴(kuò)展至50g,天平精度為0.01mg,分辨率為0.1μg。顯示方式為7寸漢字大屏液晶,軟件可自動(dòng)記錄TG曲線并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,支持TG/DTG、質(zhì)量、百分比坐標(biāo)的任意切換。氣路可設(shè)置多段自動(dòng)切換,無(wú)需手動(dòng)調(diào)節(jié)。降溫時(shí)間方面,1000℃降至室溫不超過(guò)15分鐘,選配風(fēng)冷裝置后可進(jìn)一步提高測(cè)試效率。
LD-STA200同步熱分析儀:可同步提供TG(熱重)和DSC信號(hào)的綜合性儀器,集熱重分析TG與差熱分析DTA或差示掃描量熱DSC于一體。溫度范圍室溫至1200℃,溫度分辨率0.01℃,升溫速率0.1至100℃/min,天平精度0.01mg,DSC量程0至±600mW,DSC解析度0.001mW。
技術(shù)亮點(diǎn)方面:儀器采用進(jìn)口ARM處理器和48bit四路采樣AD,對(duì)TG信號(hào)和溫度T信號(hào)進(jìn)行采集;爐體加熱采用貴金屬合金絲雙排繞制,減少干擾;供電與循環(huán)散熱部分和主機(jī)分開(kāi),減少熱量和振動(dòng)對(duì)微熱天平的影響;采用進(jìn)口稱重系統(tǒng),穩(wěn)定性高、重復(fù)性好;7寸全彩24bit觸摸屏,TG校準(zhǔn)均可在觸摸屏上完成。
4.上海佳航儀器儀表有限公司
JH-TGA150:溫度范圍室溫至1350℃,升溫速率為1至80℃/min,天平靈敏度0.1μg,樣品量2g,基線漂移0.1μg。該儀器已在用戶實(shí)測(cè)中驗(yàn)證其穩(wěn)定性,有用戶評(píng)價(jià)顯示升溫至1000℃時(shí)曲線穩(wěn)定,且測(cè)試相同材料時(shí)效率有所提升。參考價(jià)格區(qū)間為5萬(wàn)至10萬(wàn)元。該儀器已獲得國(guó)家專(zhuān)利,專(zhuān)利號(hào)為ZL20090039640.8。
JH-STA150同步熱分析儀:將熱重分析TG與差熱分析DTA或差示掃描量熱DSC結(jié)合為一體,在同一次測(cè)量中利用同一樣品可同步得到TG與DTA或DSC的信息。配備7寸LCD觸摸屏顯示,氣氛裝置內(nèi)置氣體流量計(jì),包含兩路氣體切換和流量大小控制,支持惰性、氧化性、還原性、靜態(tài)、動(dòng)態(tài)等多種氣氛環(huán)境,數(shù)據(jù)接口為標(biāo)準(zhǔn)USB。
5.日立分析儀器(上海)有限公司
日立主打NEXTASTA系列同步熱重分析儀,包括STA200、STA200RV和STA300三款型號(hào)。
STA200:溫度范圍為環(huán)境溫度至1100℃;STA300:溫度范圍為環(huán)境溫度至1500℃。TG基線漂移和穩(wěn)定性均小于10μg,溫度精度為±0.07℃,溫度準(zhǔn)確度為±0.2℃。天平采用數(shù)字水平差動(dòng)型設(shè)計(jì),升溫速率可快速調(diào)節(jié),可選配RealView試樣實(shí)時(shí)觀察系統(tǒng),可在測(cè)量期間實(shí)時(shí)觀察樣品并進(jìn)行顏色分析。DSC功能為標(biāo)準(zhǔn)配置,比熱容測(cè)量為可選配置。
日立STA系列的顯著技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于:創(chuàng)新的加熱爐和天平設(shè)計(jì)提供高準(zhǔn)確度和精密度,即使在測(cè)量痕量物料時(shí)也能獲得可靠結(jié)果;最多可配置4個(gè)質(zhì)量流量控制器,從室溫至1500℃寬溫域覆蓋各項(xiàng)先進(jìn)應(yīng)用;內(nèi)置引導(dǎo)模式和自動(dòng)分析功能,方便沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的用戶操作。
三、性能對(duì)比與排行榜
基于以上各品牌型號(hào)的核心參數(shù)和實(shí)際使用反饋,本文從高溫覆蓋能力、天平精度、熱重解析度、功能集成度、軟件友好度及應(yīng)用定制能力六個(gè)維度進(jìn)行橫向?qū)Ρ取?/p>
溫度范圍PK:日立STA300以1500℃的上限,上海盈諾的TGA1550和北京航天偉創(chuàng)的TGA103(1550℃版本)同樣具備1500℃級(jí)別的測(cè)試能力。上海佳航JH-TGA150為1350℃,北京航天偉創(chuàng)LD-TGA101為1200℃,安徽助研基礎(chǔ)型TGA裝置為1100℃,均在常規(guī)材料測(cè)試溫度區(qū)間內(nèi)。如果用戶日常需要測(cè)試高溫陶瓷、金屬或航天復(fù)合材料,日立、上海盈諾、北京航天偉創(chuàng)的高溫型號(hào)更值得關(guān)注。
天平精度與熱重解析度PK:在熱重分析中,天平精度直接關(guān)系微量質(zhì)量變化的檢出能力。北京航天偉創(chuàng)LD-TGA101的天平精度為0.01mg,熱重分辨率0.1μg。上海佳航JH-TGA150的天平靈敏度為0.1μg,基線漂移0.1μg。上海盈諾TGA1450/TGA1550的熱重解析度均達(dá)到0.1μg,且天平測(cè)量范圍達(dá)到10g,在保證靈敏度的同時(shí)也允許較大裝樣量。日立STA系列TG基線穩(wěn)定性小于10μg。綜合來(lái)看,上海盈諾在樣品量范圍和靈敏度兩個(gè)方向的平衡上較為突出。
功能集成度PK:日立STA系列同步熱分析儀與北京航天偉創(chuàng)LD-STA200、上海佳航JH-STA150均可同時(shí)提供TG和DSC/DTA信號(hào),實(shí)現(xiàn)一次測(cè)試獲取多維度信息,在數(shù)據(jù)一致性和測(cè)試效率方面具備優(yōu)勢(shì)。
軟件與操作體驗(yàn)PK:上海盈諾全系支持用戶自編程程序,用戶可根據(jù)自己的測(cè)量步驟靈活組合各指令并保存,復(fù)雜操作可簡(jiǎn)化為一鍵操作,軟件自適應(yīng)各分辨率電腦屏幕。北京航天偉創(chuàng)的LD-STA200采用7寸全彩觸摸屏,TG校準(zhǔn)可在觸摸屏上實(shí)現(xiàn),無(wú)需連接電腦。日立STA系列內(nèi)置引導(dǎo)模式和自動(dòng)分析功能,同樣對(duì)新用戶友好。
應(yīng)用定制化PK:安徽助研在科研定制領(lǐng)域具備獨(dú)特優(yōu)勢(shì),支持爐膛尺寸、氣體接口等深度定制,開(kāi)發(fā)周期3至6個(gè)月。其光熱協(xié)同熱重分析儀更可搭配氙燈、太陽(yáng)光模擬器等光源,是光催化、碳捕集等前沿研究方向的有力工具。
綜合排行榜
名:日立分析儀器NEXTASTA300
作為進(jìn)口品牌的代表,STA300在溫度范圍上限1500℃、TG基線穩(wěn)定性(小于10μg)、溫度精度(±0.07℃)等方面數(shù)據(jù)表現(xiàn)。RealView試樣實(shí)時(shí)觀察系統(tǒng)是其在同類(lèi)產(chǎn)品中少有的差異化功能。用戶調(diào)研中該系列產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)分高達(dá)10分(滿分10分)。但需注意其價(jià)格門(mén)檻較高,對(duì)預(yù)算有限的實(shí)驗(yàn)室而言需要綜合評(píng)估。
第二名:上海盈諾精密儀器有限公司
作為國(guó)產(chǎn)品牌,上海盈諾的熱重分析儀產(chǎn)品線覆蓋面廣,從TGA-1000C到TGA1550共有多款型號(hào),可滿足不同溫度范圍、不同精度要求的用戶。ZH1550綜合熱分析儀的雙溫度探頭設(shè)計(jì)值得關(guān)注——在樣品底部多安裝一個(gè)溫度探頭以測(cè)量樣品真實(shí)溫度,控溫技術(shù)可使樣品溫度達(dá)到設(shè)定值,有助于減少熱慣性帶來(lái)的溫度偏差。
第三名:北京航天偉創(chuàng)設(shè)備科技有限公司
LD-TGA101與LD-STA200在控溫精度上表現(xiàn)不錯(cuò),溫度波動(dòng)控制在±0.01℃,支持多段程序控溫與多路氣氛自動(dòng)切換。同時(shí)提供同步熱分析方案,能夠滿足多元化的熱分析實(shí)驗(yàn)需求。
特別推薦:安徽助研儀器有限公司
若用戶的實(shí)驗(yàn)需求超出常規(guī)標(biāo)準(zhǔn),需要針對(duì)特定溫度、氣氛或光源條件進(jìn)行深度定制,安徽助研的差異化定位使其在特定科研方向上具有不可替代的優(yōu)勢(shì)。其光熱協(xié)同熱重分析儀在碳捕集、光催化還原等領(lǐng)域已有明確應(yīng)用案例。
性價(jià)比之選:上海佳航儀器儀表有限公司
若預(yù)算在5萬(wàn)至10萬(wàn)元區(qū)間,JH-TGA150在溫度范圍(室溫至1350℃)、天平靈敏度(0.1μg)與成本之間的平衡較好。該儀器已獲國(guó)家專(zhuān)利,并且在實(shí)際測(cè)試中表現(xiàn)穩(wěn)定。針對(duì)預(yù)算更有限的用戶,部分國(guó)產(chǎn)入門(mén)型號(hào)同樣可以滿足日常質(zhì)量檢測(cè)與基礎(chǔ)研發(fā)的基本需求。
四、選購(gòu)建議
選購(gòu)熱重分析儀時(shí),建議從以下幾個(gè)方面綜合考量:
明確測(cè)試溫度需求:如果測(cè)試對(duì)象主要是高分子材料、、食品等,室溫至1000℃基本夠用。若涉及高溫陶瓷、金屬合金、航天材料等,需選擇上限達(dá)1450℃或1500℃的型號(hào)。上海盈諾的TGA1550、北京航天偉創(chuàng)的TGA103(1550℃版本)以及日立STA300均能覆蓋1500℃級(jí)別需求。
關(guān)注天平精度和熱重解析度:對(duì)于微量成分定量分析或分解動(dòng)力學(xué)研究,天平靈敏度和熱重解析度至關(guān)重要。0.1μg級(jí)別的分辨能力有助于捕捉細(xì)微的質(zhì)量變化。
考慮同步熱分析的附加值:如果實(shí)驗(yàn)室同時(shí)需要TG和DSC/DTA兩種分析數(shù)據(jù),同步熱分析儀可以節(jié)省重復(fù)制樣和多次測(cè)試的時(shí)間成本,同時(shí)消除因測(cè)試環(huán)境差異帶來(lái)的數(shù)據(jù)不一致性。但同步分析儀在純TG性能上通常會(huì)為集成度做出一定權(quán)衡,用戶應(yīng)根據(jù)自身的主要測(cè)試需求來(lái)選擇。
考察售后服務(wù)與技術(shù)支持:熱重分析儀在使用過(guò)程中難免涉及維護(hù)和校準(zhǔn)。建議優(yōu)先選擇具備本地化服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的品牌或經(jīng)銷(xiāo)商,確保安裝、培訓(xùn)和維修環(huán)節(jié)的響應(yīng)效率。
結(jié)合預(yù)算做合理分配:高端進(jìn)口型號(hào)在極限精度和功能豐富度上具備優(yōu)勢(shì),但中高端的國(guó)產(chǎn)品牌在性價(jià)比、本地化支持及定制靈活性方面已有長(zhǎng)足進(jìn)步。最終選擇應(yīng)當(dāng)回歸到實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際測(cè)試需求,而非盲目追求指標(biāo)上限。