ICS 75. 080 SH E 30 中华人民共和国石油化工行业标准 NB/SH/T0632-2014 代替SH/T0632—1996 比热容的测定 差示扫描量热法 Standard test method for determining specific heat capacity by differential scanning calorimetry 2014-06-29发布 2014-11-01实施 国家能源局 发布 NB/SH/T 0632-2014 前言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准代替SH/T0632一1996《航空涡轮发动机润滑剂比热测定法（热分析法）》，本标准与SH/T 0632一1996相比，主要技术变化如下： 一修改了标准名称，由《航空涡轮发动机润滑剂比热测定法（热分析法）》修改为《比热容的 测定差示扫描量热法》； 修改了适用范围。由适用于航空涡轮发动机润滑剂、航空润滑油、热传导油和扩散泵油，修 改为适用于热稳定性好的固体、液体； -增加了“规范性引用文件”、“安全事项”、“取样”、“校准”、“样品处理”、“报告”、“精密 度和偏差”章（见第2章、第9章、第10章、第11章、第12章、第15章和第16章）； 修改了对试验过程中使用的情性气体的气流控制要求及控制精度的要求，删除了对氩气的要 求（见7.1.1.4和13.1.1，1996版6.2和8.2)； 将原标准物由二苯醚修改为人工合成蓝宝石、删除了对二苯醚标准物的要求、增加了对人工 一 合成蓝宝石圆片标准物的要求、删除了二苯醚比热容数据、增加了人工合成蓝宝石和铝的比 热容数据（见13.1.8、8.1和附录A，1996版6.1、第7章和附录A）； 修改了量热灵敏度E和样品比热容的计算公式和字母含义（见14.3和14.4，1996版第7章和 第9章)； 一增加了参考文献。 本标准采用重新起草法修改采用ASTME1269-11《差示扫描量热仪测定比热容试验方法》。 本标准与ASTME1269-11的技术性差异及原因如下： 一增加了对试验仪器处于稳定状态的要求； 一将人工合成蓝宝石和铝的比热容数据由正文改为附录A（规范性附录）； 一增加了对压缩气体安全要求的附录B（规范性附录）。 本标准由中国石油化工集团公司提出。 本标准由全国石油产品和润滑剂标准化技术委员会石油燃料和润滑剂分技术委员会（SAC/TC280/ SC1）归口。 本标准起草单位：中国石油天然气股份有限公司兰州润滑油研究开发中心、中国石油天然气股份 有限公司大连润滑油研究开发中心。 本标准主要起草人：胡玉华、马丙水、陆沁莹、王毅、刘妍、王鹏、张琦。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为： SH/T 0632—1996。 1 NB/SH/T0632—2014 比热容的测定 差示扫描量热法 警告：本标准的应用可能涉及到某些有危险性的材料、操作和设备，但并未对与此有关的所有安全问题都提出建 议。用户在使用本标准之前有责任制定相应的安全和保护措施，并确定相关规章限制的适用性。 1范围 本标准规定了用差示扫描量热法（DSC）测定比热容的方法。 本标准适用于热稳定性好的固体、液体。通常试验温度范围为－100℃~600℃。如果测量仪器、 样品娲可满足于更高温度的使用要求，试验温度范围可以扩展到更大的范围。 与本标准要求等效的计算机或者电子仪器、技术或数据处理才可以使用。 注：本标准的使用者应认识到并非所有的仪器或者技术均与本标准等效。本标准使用者在使用前有责任确定相关仪 器和技术是否符合本标准的要求。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 ASTME967差示扫描量热仪和差热分析仪温度校准规程 ASTME968 差示扫描量热仪和差热分析仪热流校准规程 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 比热容specificheatcapacity 单位质量物质升高1℃（或者1K）所需要的能量。 4方法概要 利用DSC仪进行试验。在测试区域内，在情性气体的保护下，加热试样进行试验。情性气体的流 量、炉体的加热速率都是可以控制的。记录DSC热曲线，比较试样、标准物和空娲的DSC热曲线的 不同，利用软件或者手动计算出试样的比热容。 5方法应用 5.1差示扫描量热仪（DSC）提供了一种快速、简单的方法测定材料比热容。 5.2材料比热容对反应器和制冷系统设计、质量控制及研究开发都有重要意义。 6干扰事项 6.1因为样品用量是毫克级的，所以样品应确保其均匀性和具有代表性。 1 NB/SH/T0632—2014 6.2样品在受热过程发生化学反应或者质量损失都会造成测试结果无效，因此应该选择合适的试验温 度范围和样品埚，以避免试验结果的无效。 6.3若水作为样品，则有平种特殊的于扰。如果在密闭的中有太多的顶部空间，大量的汽化热会 引起测定的比热容值过大。使样品完全填充满埚可以得到更加准确的结果。 7仪器 7.1差示扫描量热仪 义（DSC)：能提供本标准所要求的差示扫描量热能力 7.1.1DS测试区域 7. 1. 1. 1 炉子：对样品进行可控的加热（或制冷）。在此温度范围（-100℃~600℃）内能使样品恒 定在某个特定值或者以恒定的升温速率加热（或制冷）样品。 7. 1. 1. 2 温度传感器：能够显示样品温度，温度灵敏度±10mK，约0.01℃。 7. 1.1./3 差热传感器：能够测定样品与空埔之间1μW（微瓦）的热流差。 7.1. 14 能保特测试区域情性气体流量在10mL/min~50mL/min内任意一个值，并且上下波动不超 过5hLmin 注：若担心样品在空气中被氧化，则需使用纯度超过99%的氮气、氩气或者氢气对样品进行保护一般情况下建议 使用干燥的吹扫气体。在低温下应使用干燥的吹扫气体。 7.12温度控制器：通过炉子实现温度的程序控制，能选择升温速率从10℃/min~20℃/min内任意 选定值（精度+0.1℃/min），也要能实现恒温控制（精度+0.1℃）。 7.1.3 记录设备：数字信号或者模拟信号都可以，只要能记录和显示所有的热流信号（DSC曲线） DS曲线包含信号噪音。 7.1.4试验者可以使用符合本标准要求的数据处理软件。一般建议使用仪器厂家提供的专用软件 7.15容器： 由平底和盖子构成。它里面可以放人样品或者标准物。它要有合适的外形结构，并 且根据本标准的具体要求，能完整容纳样品或者标准物。一般使用仪器厂家配套的铝制。 7.1.6DS仪有快速降温的制冷能力，制冷速率能保持恒定、且能够达到10℃/min。 能实现室温以下 的操作维持恒定的低温，并且可以实现上述温控程序的组合操作。 7. 2 天平，一用于称量样品及，量程不小于100mg，精度10ug 8 试剂和材料 比热容标准物人工合成蓝宝石圆片，10mg~100mg。 注：实验室间研究表明，其它形状的人工合成蓝宝石与圆片相比，试验结果的精密度低、偏差大。 9安全事项 9.1安全预防措施 如果样品受热分解能会释放有毒物、生成腐蚀物、 9.2技术预防措施 9.2.1校准仪器和测试样品应该使用相同的加热速率。 9.2.2加热速率的精确控制、样品埚放置在正确位置、使用平底样品埚，以及热平衡的建立是试 验最基本的要求。一且完成仪器的校准，试验过程中不应再对仪器的设置进行修改。 2 NB/SH/T0632—2014 10取样 10.1粉末状或者颗粒状样品应在取样前混合均匀，并且应在储存罐的不同部分进行取样。将取自各 个部分的样品依次混局，以保证样品的代表性。 10.2液体样品可以搅拌后直接取样。如果样品为水，则应尽可能装满措埚，但不能超过埚的压力 限值。 10.3固体样品可以用于净的小刀或者刀片切割取样。由于固体内部可能存在离析现象，所以应确定 样品的均一性。 注：被取出的固体样品应一面均勾平整，从而保证最大限度与样品底面接触。 这样的接触利于传热，否者容易 导致比热容测试结果偏小。 10. 4 应对接受到的原样进行分析。如果在分析前样品经过了加热或者机械处理， 则应在报告中注明。 11 校准 11. 1 比热容是作为温度函数的能量的定量测定值。因此测试仪器应校正温度和热流模型。因为比热 容不是快速变化的温度函数，所以仪器的温度模型只需要偶尔的校正和检查。但是热流模型很重要， 并且通过使用标准物而成为比热容测定的一部分。 11.2用制造商在操作指南描述的校准程序来校准仪器。 11.3仪器的温度校准执行ASTME967标准。 11.4仪器的热流校准执行ASTME968标准。 11.5热流校准： 11.5. 推荐用比热容标准物人工合成蓝宝石圆片（即α一型三氧化二铝，氧化铝）避行热流校准。 其比热容值见附录A中的表A.1。 注：使用其他的标准材料或者其它形状的人工合成蓝宝石片都是可以的，但是应在报告中注明。 人工合成蓝金石通 常可以从DSC供应商处购买。 11.5.2热流校准可以定期进行或者每次比热容测定前进行。 注建议热流校准的频率至少每天一次。选择别的热流校准赖率也是可以的，但应在报告中注明。 11.5.3 如果定期校准热流，那么量热灵敏度E可以用表A.1中比热容标准物的比热容值和通过式 （1）计算出来 E=[b/(60·D.)] [W..Ca) +AW.C.co . (1) 式中： 加热速率， 单位为摄氏度每分钟（℃/min） C p(st) 比热容标准物的比热容，单位为焦耳每克每开尔文度（J/ .K)); Cp(e) 样