中华人民共和国国家标准
GB/T 19267.12-2008代替GB/T 19267.12-2003
刑事技术微量物证的理化检验 第12部分:热分析法
Physical and chemical examination of trace evidence in forensic sciencesPart 12:Thermoanalysis
中国国家标准化管理委员会 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 发布
前言
GB/T19267《刑事技术微量物证的理化检验》分为12个部分:
第1部分:红外吸收光谱法; 第2部分:紫外-可见吸收光谱法;第3部分:分子荧光光谱法:第4部分:原子发射光谱法:一第6部分:扫描电子显微镜/X射线能谱法: 第5部分:原子吸收光谱法:一第7部分:气相色谱-质谱法:一第8部分:显微分光光度法:一第9部分:薄层色谱法:第11部分:高压液相色谱法; 一第10部分:气相色谱法:一第12部分:热分析法.
本部分为GB/T19267的第12部分.
对部分术语和定义进行了修改(本部分和GB/T19267.12-2003的3.5、3.7、3.8);对程序温度控制系统部分进行了补充和修改(本部分和GB/T19267.12-2003的5.1.1);对数据处理装置与记录显示系统部分进行了修改(本部分和GB/T19267.12-2003的5.1.3):对有载体的检材部分进行了补充(本部分和GB/T19267.12-2003的6.1.2.2); 对试样量部分进行了补充修改(本部分和GB/T19267.12-2003的7.1.4);对坩埚选择部分进行了修改(本部分和GB/T19267.12-2003的7.1.6):对结果表述部分进行了补充修改(本部分和GB/T19267.12-2003的第8章).
本部分由中华人民共和国公安部提出.
归口. 本部分由全国刑事技术标准化技术委员会理化检验标准化分技术委员会(SAC/TC179/SC4)
本部分起草单位:公安部物证鉴定中心.
本部分主要起草人:陶克明.
本部分所代替标准的历次版本发布情况为:
GB/T 19267. 12-2003
刑事技术微量物证的理化检验 第12部分:热分析法
1范围
GB/T19267的本部分规定了热分析的检验方法.本部分适用于刑事技术领域中微量物证的理化检验,其他领域亦可参照使用.
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过GB/T19267的本部分的引用而成为本部分的条款.凡是注日期的引用文协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本,凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本 件,其随后的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分,然而,鼓励根据本部分达成部分.
GB/T13966分析仪器术语
3术语和定义
GB/T13966中确立的以及下列术语和定义适用于本部分.
热分析thermalanalysis(TA)
在程序控制温度下,测量物质的物理性质与温度的关系的一类技术.
热重法thermogravimetry(TG)
在程序控制温度下,测量物质的质量与温度关系的技术.
微商热重法derivative thermogravimetry(DTG)
将热重法得到的热重曲线对温度或时间一阶微商的方法,即重量变化速率作为温度或时间的函数被连续记录下来,
3. 4
差热分析法differential thermal analysis(DTA)
在程序控制湿度下,测量物质和参比物的温度差与温度关系的技术.
3.5
差示扫描量热法differential scanningcalorimetry(DSC)
在程序控制温度下,测量输人到物质和参比物的能量差与温度关系的技术.按测量方法可分为:功率补偿式差示扫描量热法(Power-Compensation differential scanning)和热流式差示扫描量热法(Heat-flux differential scanning calorimetry)
3. 6
同时联用技术simultaneous techniques
在程序控制温度下,对一个试样同时采用两种或多种热分析技术.例如同时进行热重测量与差热分析.用缩写表示时,应在二者之间加一短线,例如TG-DTA.
3.7
串联联用技术coupled simultaneous techniques
在程序控制湿度下,对一个试样同时采用两种或多种技术来进行分析,所用的仪器通过一个接口相
连接.用缩写表示时,先进行测量者放在前面,例如差热分析与质谱法联用,缩写时以DTA-MS表示,热重分析法与质谱法联用以TG-MS表示,热重分析法与傅立叶红外光谱联用以TG-FTIR表示,热重分析法与气相色谱法联用以TG-GC表示等.
3.8
参比物reference material
在试验的温区内没有热活性的物质.热分析中最常用的参比物是放入与试样用相同材质的空Ⅲ或是在Ⅲ中加人a-AlO.
3. 9
热效应heatingeffect
物质在反应或转变过程中吸收或放出的热量.
4原理
当试样置于温度控制的环境中时,在程序控制温度下,随着温度的变化,样品的物理性质或化学组成发生变化.使用合适的传感器,就可检测这些变化并转换成电信号,加以采集和分析,得出某物理参数随温度变化的曲线.
试样的物理参数很多,有热学、力学、声学、光学、电学和磁学等.因此热分析仪器也种类繁多,不同的热分析仪器测量不同的物理参数与温度的关系.例如热重法(或热天平)测量样品的质量随温度变化 的曲线.在微量物证理化检验中应用最多的是差示扫描量热仪、差热分析仪和热天平.
5仪器
5.1组成
5.1.1程序温度控制系统
现代热分析仪器通常由计算机及软件系统控制,使试样在一定的温度范围内进行等速升温、降温或恒温.可同时操作几台分析仪器,如:TG/DTA、DSC、TMA等.
5.1.2物理量检测放大单元
将试样的物理参数开环或闭环变换成电量,再加以放大.
5.1.3数据处理装置与记录显示系统
数据处理装置与记录显示系统由打印机将物理量检测放大单元所输出的信号,进行计算机采样后的数学运算、分析和处理,运算结果由显示打印输出或记录下来.
5.2检测仪器的选择
热分析仪器种类很多,检验不同试样或测量试样的不同物理参数时,应选择不同的热分析仪器,差热分析和差视扫描量热仪主要用于测量、鉴定样品的相变、纯度、比热容、熔点、熔融热、蒸发、升华等.热天平用于检验样品的热稳定性,鉴定样品中的水分、挥发物、灰分和各种添加剂.采用联用技术,例如 TG-DTA、DTA-MSTG-MS、TG-FTIR、TG-GC可同时测量样品的多种物理参数,为微量物证的鉴别提供可靠的依据.
不同型号的热分析仪器有不同的测量温度范围,一般分为低温、中温和高温三种类型.低湿型仪器的范围为-200C~600C(73K~973K);中温型仪器的湿度范围为室温至800C(1073K):高温型仪器的温度范围为室温至1500C(1773K).
5.3校正
5.3.1基线漂移
空白基线是样品坩埚和参比物坩端内都不放物质时的基线:有的仪器采用在两个坩城内同时放等量的参比物α-AlO时的基线.
不升温时的基线漂移为零漂:升温时的基线漂移为温漂.基线漂移可按仪器操作说明书中的“斜率调整”进行校正.
5.3.2升湿曲线
在记录空白基线的漂移和噪声的同时,记录由最低温度到最高温度范围内的升温曲线.升温曲线应该是一条光滑的曲线,如果升温曲线在摇摆的上升,应按照仪器操作说明书调节温度控制系统说明进行校正.
5.3.3温度
5.3.3.1DTA和DSC的温度校正
国际热分析和量热协会(ICTAC)确定10种标准物质作为DTA和DSC的湿度校正标准物,见表1.
单位为摄氏度
表1DTA和DSC温度标准物质
标准物质 平衡温度 出峰温度 峰顶温度KNO 127 7 128±5 135±6In 156 6 154±6 159±6Sn 231 9 230±5 237±6KCIO 299 5 299±6 309±8Ag:SO; 430 424±7 433±7S0: 573 571±5 574±5K:SO 583 582±7 588±6K;CrO 665 665±7 673±6BaCO 810 808±8 8618SrCO 925 928±7 6886
5.3.3.2热天平的温度校正
热天平的温度校正一般采用铁磁性物质的居里点温度,居里点温度是铁磁性物质加热到某一温度时导磁性能突然消失的这一点温度.表2列出8种铁磁性物质的居里点温度.
表2热天平温度标准物质
标准物质 转变温度/CMonel 65Alumel 163Nickel 354Nicosal Deep Draw Numetal 393Perkalloy 596 438Iron 780Hisat 50 1 000
5.3.3.3热给(AH)
热焙校正用的标准物质应选用可靠的、稳定的、纯粹的并具有已知热效应的物质.表3列出常用的热给校正物质.