在热分析的许多应用中,气氛起着重要作用,因为它可能会影响样品的性能或引发反应。湿度对建筑材料的影响、药品和食品的储存时间,或者对聚合物机械性能的影响,这些都是最常见的例子。
当然,林赛斯公司的仪器适用于此类实验,不过有一个常常令人困惑且必须仔细考虑的事实:水蒸气和相对湿度之间的区别。
相对湿度发生器最常用于室温左右的实验,而水蒸气的应用则发生在较高温度下。 当水被加热到沸点或更高温度时,水会从液态转变为气态,此时它以水蒸气(蒸汽)的形式存在。如果将这种蒸汽引入任何类型的反应室或仪器中,这就被称为水蒸气应用。 相比之下,在任何给定温度下,每种气体都能够传输并包含一定量的(液态)水,这称为湿度。以空气为例,即使在水的沸点以下,空气中也总是含有一定量的水,这定义为湿度等级或相对湿度。
湿度发生器的典型温度范围在室温至80℃之间,可控的相对湿度范围从0.2% 到98%。这可用于热分析设备的应用中,比如热膨胀仪、差示扫描量热仪或同步热分析仪,尤其适用于食品、药品、建筑材料或生物过程的分析。
这意味着,相同量的水,或者更准确地说,空气中的水蒸气(每千克空气中水的克数),会因温度的不同而对应不同的相对湿度水平,因为大气容纳水蒸气的能力会随温度变化。大气所能容纳的最大水蒸气量(容纳能力)与温度密切相关,其数值变化范围很大,从(在0℃以下的温度时)每立方米几克到在100℃时每立方米约600克不等。
可与其他测量设备联用,广泛应用于用于食品、药品、建筑材料或生物过程的分析。
左图的曲线显示了两种砖在 20 ℃ 和 60 ℃ 下的等温线以及样品吸附的水分含量。如下图,可以看到与湿度相关的热膨胀系数(CTE)。湿度等级对热膨胀行为有显著影响。