ＧＢ ６４２５—８６《熱分析術(shù)語(yǔ)》及修訂

經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化歸口單位—— 全國(guó)能源基礎(chǔ)與管理標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)的申請(qǐng)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)已經(jīng)下達(dá)了GB 6525—86的修訂計(jì)劃，標(biāo)準(zhǔn)修訂工作時(shí)間為2007年至2008年。2007年4月6日在北京中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化研究院召開(kāi)了標(biāo)準(zhǔn)修訂工作預(yù)備會(huì)議。該標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)歸口單位、部分主要起草單位和部分起草人參加了會(huì)議，擬于10月下旬進(jìn)行項(xiàng)目預(yù)審，2008年4月審定，6月報(bào)批。

現(xiàn)就原標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生的背景、修訂的必要性和基本點(diǎn)作如下說(shuō)明。

一歷史背景

國(guó)際熱分析協(xié)會(huì)名詞委員會(huì)（ICTA Nomen-clature Committee）于20世紀(jì)后期曾發(fā)表5項(xiàng)報(bào)告：I （1969），II （1972，1980），III （1975，1980），IV （1978，1979，1985），V （1981）；先后發(fā)表在Talanta， Journal of Thermal Analysis， Pure and Application Chemistry 和Thermochimica Acta等刊物。這些報(bào)告分別于20世紀(jì)七、八十年代被 IUPAC （國(guó)際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)），ISO（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織），ASTM（美國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)）所采納。

制訂中國(guó)熱分析術(shù)語(yǔ)的前期工作包括：香港中文大學(xué)陳道達(dá)先生曾將上述一些報(bào)告譯成漢語(yǔ)，發(fā)表在臺(tái)灣的Chemistry雜志（1977年第1期，1978年第2期）；冶金工業(yè)部頒布的熱分析術(shù)語(yǔ)定義（YB/Z 13-78）；在中國(guó)化學(xué)會(huì)第一屆溶液化學(xué)、熱化學(xué)、熱力學(xué)和熱分析學(xué)術(shù)討論會(huì)的專題討論（1980，西安）；由已故胡日恒先生主持召開(kāi)的熱分析名詞討論會(huì) （1981，北京）等等。在此基礎(chǔ)上，制訂了中國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 6425—86《熱分析術(shù)語(yǔ)》。

在同一時(shí)期，日本頒布了JIS K 0129—1994 《熱分析方法通則》。

二修訂的必要性

國(guó)際熱分析協(xié)會(huì)名詞委員會(huì)發(fā)表的上述一系列報(bào)告對(duì)熱分析術(shù)語(yǔ)的統(tǒng)一起了十分重要的作用，是制訂國(guó)標(biāo)GB 6425—86的藍(lán)本。可在1985年以后的20余年間，該委員會(huì)幾乎沒(méi)有熱分析術(shù)語(yǔ)的報(bào)告發(fā)表，而到1991年蘇聯(lián)學(xué)者Gimzewski（吉姆澤伍斯基）和近年ISO 11357 等一系列標(biāo)準(zhǔn)就熱分析和差示掃描量熱法（DSC）等所做的定義不再遵照ICTA 制訂的上述標(biāo)準(zhǔn)。

更重要的是這20余年熱分析技術(shù)與應(yīng)用有了很大的發(fā)展，諸如：1992年由Loughborough（洛夫博羅夫）大學(xué)的Mike Reading（米凱·里?。┙淌谔岢觯琓A儀器公司推出商品儀器的溫度調(diào)制式差示掃描量熱儀（modulated temperature DSC） 及其在高分子和藥物研究與表征方面取得的進(jìn)步；Tzero技術(shù)的出現(xiàn)可使熱分析曲線的基線得到明顯改善；原子力顯微鏡與熱分析技術(shù)的結(jié)合（微區(qū)熱分析），采用微小的熱阻探針測(cè)量試樣的形貌圖像和熱導(dǎo)率，可依據(jù)圖像選擇任意點(diǎn)以一定的升溫速率進(jìn)行實(shí)地的熱分析表征，等等。這就需要對(duì)原標(biāo)準(zhǔn)的一些術(shù)語(yǔ)進(jìn)行修訂和增補(bǔ)，描述這些新方法及其定義和應(yīng)用。

就原標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語(yǔ)而言，有如下3種情形：有的經(jīng)20余年的實(shí)踐認(rèn)為已不適用，應(yīng)予廢止；有的須作某些修改，仍可使用；有些則需增補(bǔ)，以適應(yīng)已經(jīng)變化的形勢(shì)。

在日本成立了以T. Hatakeyama（山立子）教授為主任委員的修訂委員會(huì)，完成了JIS K 0129—1994的修訂工作。

基于上述情況，為適應(yīng)熱分析教學(xué)、科研和生產(chǎn)，以及學(xué)術(shù)交流的需要，適應(yīng)目前熱分析術(shù)語(yǔ)的變化，對(duì)原標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂是十分必要的。

三修訂與增補(bǔ)的內(nèi)容

1. 熱分析的總定義

1978年，ICTA名詞委員會(huì)對(duì)熱分析定義做了如下定義：A group of techniques in which a physical property of a substance is measured as a function of temperature whilst the substance is subjected to a controlled temperature programme. （Throughout this report substance is to be understood in the sense of substance and/or reaction product（s））.

（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)。）這便是我國(guó)標(biāo)準(zhǔn) GB 6425—86 和日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) JIS K 0129—1994的基礎(chǔ)。1991年Gimzewski，1997年、2006年ISO 11357—1就熱分析和差示掃描量熱法（DSC）給出了新變化，由此推演熱分析的定義修訂細(xì)化為“在程序控溫和一定氣氛下，測(cè)量試樣的某種物理性質(zhì)與溫度或時(shí)間關(guān)系的一類技術(shù)?！保◣聞澗€的部分與原標(biāo)準(zhǔn)有變化。）

2. 熱分析方法的定義

由總定義出發(fā)，以熱重法為例，原定義為“在程序溫度下，測(cè)量物質(zhì)的質(zhì)量與溫度的關(guān)系的技術(shù)?！睉?yīng)修改為：“在程序控溫和一定氣氛下，測(cè)量試樣的質(zhì)量與溫度或時(shí)間關(guān)系的技術(shù)?！?/p>

定義熱分析各種方法時(shí)的一個(gè)特點(diǎn)是充分考慮目前的現(xiàn)狀，如DSC的原定義為“在程序溫度下，測(cè)量輸入到物質(zhì)和參比物的功率差與溫度的關(guān)系的技術(shù)?！钡诠β恃a(bǔ)償式和熱流式DSC兩種類型的并存，應(yīng)修改為“在程序控溫和一定氣氛下，測(cè)量輸給試樣和參比物能量（差）［熱流量（差）、熱流速率（差）或功率（差）］與溫度或時(shí)間關(guān)系的技術(shù)。”

又如，ICTA曾建議稱熱重法（thermograv- imetry，TG）和動(dòng)態(tài)（熱）機(jī)械法（dynamic mech- anometry），而長(zhǎng)期以來(lái)某些人（尤其在熱分析儀生產(chǎn)業(yè)界）更習(xí)慣稱熱重分析（thermogravimetric analysis，TGA）和動(dòng)態(tài)力學(xué)分析（dynamic me-chanical analysis，DMA），應(yīng)允許兩者并存。

3. 熱分析新方法（新技術(shù)）的定義

近15年來(lái)，熱分析技術(shù)的一個(gè)標(biāo)志性進(jìn)步，就是溫度調(diào)制式差示掃描量熱法（modulated tem-perature differential scanning calorimetry，MTDSC） 的出現(xiàn)。但迄今為止，尚無(wú)國(guó)際組織對(duì)這一方法給出定義。參照Hatakeyama教授在其著作Thermal Analysis：Fundamentals and Applications of Polymer Science一書(shū)給出的定義，可將這種方法定義為“MTDSC是由DSC演變的一種方法，該法是對(duì)溫度程序施加正弦擾動(dòng)，形成熱流量和溫度信號(hào)的非線性調(diào)制，從而可將總熱流信號(hào)分解成可逆和不可逆熱流成分。即在傳統(tǒng)線性變溫基礎(chǔ)上疊加一個(gè)正弦振蕩溫度程序，最后效果是可隨熱容變化同時(shí)測(cè)量熱流量。利用傅立葉變換可將熱流量即時(shí)分解成可逆的熱容成分（如玻璃化轉(zhuǎn)變、熔化）和不可逆的動(dòng)力學(xué)成分（如固化、揮發(fā)、分解）?！?/p>

這種方法尚有多種表述，除上述的MTDSC， 還有如：temperature-modulated DSC（TMDSC）， temperature-modulated calorimetry，modulated DSC （MDSC）等，也有待統(tǒng)一。

4. 需增補(bǔ)的熱分析術(shù)語(yǔ)

仍以MTSDC為例，相應(yīng)地出現(xiàn)了一些新的術(shù)語(yǔ)，諸如：

heat only綜合升溫速率≥0，當(dāng)觀測(cè)物質(zhì)（如高聚物）熔化時(shí)，為防止降溫結(jié)晶而使過(guò)程變得復(fù)雜化，而采取始終不出現(xiàn)負(fù)升溫速率的方式，即單純升溫。

in phase在發(fā)生可逆轉(zhuǎn)變過(guò)程中，物質(zhì)未發(fā)生本質(zhì)上的變化，此種轉(zhuǎn)變的熱流量與調(diào)制信號(hào)無(wú)位相差。

out of phase在非可逆過(guò)程，物質(zhì)成分發(fā)生質(zhì)的變化（化學(xué)變化），或隨時(shí)間t （如熱焓松弛）、溫度T （如再結(jié)晶）而發(fā)生明顯的狀態(tài)或結(jié)構(gòu)變化，這時(shí)熱流量與調(diào)制信號(hào)有位相差。

又如將DSC用于測(cè)量聚合物共混體系的比熱容C_p，當(dāng)組分量少（如質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于3％或5％時(shí)），從積分型的C_p -T 曲線無(wú)法判斷體系的相行為，是相容還是不相容體系。但如將C_p對(duì)溫度微商，做成（dC_p/dT）-T 曲線，則會(huì)表現(xiàn)出與各組分相應(yīng)的峰值，分辨得十分清晰。目前對(duì)此種曲線并無(wú)命名，由熱重曲線（thermogravimetric curve）與微商熱重曲線（derivative thermogravimetric curve）類推，建議稱（dC_p/dT）-T 曲線為微商熱容曲線（derivative heat capacity curve）。

5. 原標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)廢止的熱分析術(shù)語(yǔ)

在DTA， DSC等熱分析實(shí)驗(yàn)中，是將試樣（sample）和參比物（reference material）同時(shí)置于支持器（holder）的對(duì)稱位置上，英文將這兩者（試樣和參比物） 一起稱為specimens，國(guó)標(biāo) GB 6425—86 的條款4.3稱其為“樣品”。然而實(shí)踐表明，“樣品”的這種特定含義很難被廣泛認(rèn)同和采納，建議稱specimens為“樣品-參比物”。在修訂版的ISO11357—1中，對(duì)sample，specimen和test specimen等都另有定義。

應(yīng)在尊重ICTA 和ISO等國(guó)際組織確立的術(shù)語(yǔ)的基礎(chǔ)上，對(duì)中文術(shù)語(yǔ)的用字尋求更準(zhǔn)確的表達(dá)，如：是“測(cè)量（measurement）”還是“測(cè)定（determination）”；是“曲線（curve）”還是“熱譜（thermogram）”“熱譜曲線”（熱譜是ICTA早已廢止的）；是“試樣質(zhì)量 （sample mass）”還是“試樣重量（sample weight）”；“坩堝”對(duì)應(yīng)的原文是“crucible”，還是“pan”“cell”。另外，在熱分析術(shù)語(yǔ)中使用的各種符號(hào)（如物理量符號(hào)、表示物質(zhì)或現(xiàn)象的略號(hào)）的大小寫(xiě)、正斜體，除考慮熱分析的一些特殊規(guī)定，也應(yīng)注意遵從科技寫(xiě)作的一般性原則。

熱分析在高分子科學(xué)、醫(yī)藥學(xué)、地學(xué)、含能材料科學(xué)、金屬學(xué)等諸多領(lǐng)域有極其廣泛的應(yīng)用，原標(biāo)準(zhǔn)GB6425—86《熱分析術(shù)語(yǔ)》已執(zhí)行20余年，如今，在廣泛征求意見(jiàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)原標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂，統(tǒng)一新出現(xiàn)的有關(guān)熱分析技術(shù)與應(yīng)用方面的一些術(shù)語(yǔ)，反映該領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)的最新發(fā)展，是廣大熱分析工作者需要重視的一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作。

劉振海：中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用

化學(xué)研究所，130022

更正

［發(fā)］光 光

本刊2007年第3期第32頁(yè)表1第1列每個(gè)單元格文字應(yīng)排成三行，如：輻［射］；輻［射］。特此更正。

光子 光子