热重分析仪(TGA)是一种在程序控温条件下测量物质质量随温度(或时间)变化关系的分析仪器,被广泛应用于塑料、橡胶、涂料、药品、催化剂、无机材料、金属材料与复合材料等领域的研究开发、工艺优化与质量监控。当前市场上品牌众多,价格跨度从数万元到数十万元不等,如何结合自身需求选择合适的产品,是不少用户面临的困扰。
本文以五家国内外主流热分析仪器生产厂家为研究对象——其中四家为国产品牌(上海盈诺精密仪器有限公司、安徽助研仪器有限公司、北京航天伟创设备科技有限公司、上海佳航仪器仪表有限公司),一家为进口品牌(日立分析仪器(上海)有限公司),从产品线覆盖、核心参数、技术特点及实际使用反馈等维度进行横向对比,供读者参考。
一、品牌实力速览
在深入产品数据之前,先对各家的品牌背景与产品布局建立整体认知。
上海盈诺精密仪器有限公司:公司主要产品包括差示扫描量热仪、热重分析仪、综合热分析仪、炭黑含量测试仪、炭黑分散度测试仪、接触角测量仪、表面张力仪、激光粒度仪、毛细管视频熔点仪、显微熔点仪、全自动运动粘度计等数十种精密测量仪器。热重分析仪系列覆盖室温至1550℃温度范围,有多款型号可供选择,适合不同温度需求的用户。
联系方式:18930025157
E-mail:innuo2012@126.com
地址:上海市杨浦区图们路6号沧达大厦705室
安徽助研仪器有限公司:植根合肥科技圈,技术源自高校成果转化,核心团队深耕十余年。公司专注于高温炉式设备、催化剂评价装置、电解水制氢测试装置和光催化仪器等科研设备的研发制造,努力为科研院所研发、实验室中小级试验和工业级产业化应用提供稳定的解决方案。其TGA热重分析装置在科研定制方向有较多积累。
北京航天伟创设备科技有限公司:LD-TGA系列热重分析仪适用于研究材料的热稳定性、分解过程、吸附与解吸、氧化与还原、成分的定量分析、添加剂与填充剂的影响、水分与挥发物、反应动力等。此外还推出了可同步提供TG和DSC信号的LD-STA200同步热分析仪,产品线较为完整。
上海佳航仪器仪表有限公司:深耕热分析领域多年,产品覆盖差示扫描量热仪、热重分析仪、同步热分析仪等品类。JH-TGA150热重分析仪已获国家专利(专利号ZL20090039640.8),在国产品牌中具有一定的技术积累与市场认可度。
日立分析仪器(上海)有限公司:日立自1974年推出热分析仪以来持续迭代,NEXTA系列代表其技术平台。STA(同步热重分析仪)能在一台装置中同时进行DSC和TGA的测量,配合RealView试样实时观察系统,可实时查看样品的变化过程。
二、各家产品参数与性能详览
1.上海盈诺精密仪器有限公司
上海盈诺的热重分析仪系列以温度覆盖范围广为特点,主要提供TGA-1000C、TGA1450、TGA1550及ZH1550综合热分析仪等型号。
TGA-1000C:温度范围为室温至1000℃,温度分辨率0.01℃,温度波动±0.1℃,升温速率为0.1至80℃/min。天平测量范围为0.01mg至2g(可选量程10g、50g等),热重解析度为0.01mg(可选分辨率1μg、0.1μg等)。该款设备符合多项国标,包括GB/T14837-2018橡胶热重分析标准、JB/T6856-1993热重-差热分析仪标准、GB/T36246-2018中小学合成材料面层运动场地标准、YB/T4328钢渣中游离氧化钙测试方法及GB/T2951.41-2008电缆材料试验方法等。
技术特点方面,该设备采用工业级别宽屏触摸结构,显示信息包括设定温度、样品温度、氧气流量、氮气流量、差热信号及各开关状态。千兆网线通讯接口具备自恢复连接功能。炉体结构紧凑,采用水浴隔热系统隔断高温对天平的影响,配置炉体密封系统可实现完全意义上的气氛保护。一体式固定炉体结构无须上下升降,可拆卸式样品支架便于更换和清洗。
TGA1450:温度范围室温至1450℃,升温速率0.1至80℃/min,天平测量范围10g,热重解析度0.1μg。技术特点与TGA-1000C相近,同样采用触摸屏设计及USB通讯接口,支持用户自编程程序将复杂操作简化为一键操作。
TGA1550:温度范围室温至1550℃,为旗下温度上限的热重分析型号。天平测量范围10g,热重解析度0.1μg,温度波动±0.1℃。应用范围涵盖塑料、橡胶、涂料、药品、催化剂、无机材料、金属材料与复合材料等领域,可测量热稳定性、分解过程、吸附与解吸、氧化与还原、成分的定量分析、添加剂与填充剂影响、水分与挥发物及反应动力学等参数。
ZH1550综合热分析仪:将热重TG与差热分析DTA或差示扫描量热DSC结合为一体,在同一次测量中利用同一样品可同步得到TG与DTA或DSC的信息。配备7寸触摸屏、USB通讯接口或网口通信,采用双温度探头设计——一路用于炉壁PID控温,另一路直接测量样品温度,以减少热惯性带来的温度偏差。
2.安徽助研仪器有限公司
安徽助研的TGA热重分析装置主打定制化路线,突出科研灵活性。
TGA热重分析装置:温度范围为室温至1100℃,搭载高灵敏度微量天平与宽域温控系统,支持氮气、二氧化碳等多气氛自由切换,可一次性完成水分、挥发分、灰分等多项参数的同步检测。该装置可应用于有机、无机、合成材料及复合材料等多领域的分析需求。
光热协同热重分析仪(ZYG-1200-RZ):使用温度1000℃(主要用光源加热,电热辅热),物料称重采用梅特勒进口天平,量程220g,可实时记录物料变化。此款热重仪采用水平悬挂臂式称重设计,可通水蒸气且不会对分析品造成影响,拓展功能方面可搭配氙气、太阳光模拟器等光源。该型号主要应用于碳捕集、热催化二氧化碳还原、光催化、光热催化二氧化碳还原等前沿研究方向,其他规格需求均可定制。
3.北京航天伟创设备科技有限公司
北京航天伟创提供LD-TGA系列专用热重分析仪及LD-STA200同步热分析仪。
LD-TGA101:温度范围室温至1200℃,另有TGA103型号扩展至1550℃。温度分辨率0.01℃,温度波动±0.01℃,升温速率0.1至100℃/min。天平测量范围为0.01mg至3g,可扩展至50g,天平精度为0.01mg,分辨率为0.1μg。显示方式为7寸汉字大屏液晶,软件可自动记录TG曲线并进行数据处理,支持TG/DTG、质量、百分比坐标的任意切换。气路可设置多段自动切换,无需手动调节。降温时间方面,1000℃降至室温不超过15分钟,选配风冷装置后可进一步提高测试效率。
LD-STA200同步热分析仪:可同步提供TG(热重)和DSC信号的综合性仪器,集热重分析TG与差热分析DTA或差示扫描量热DSC于一体。温度范围室温至1200℃,温度分辨率0.01℃,升温速率0.1至100℃/min,天平精度0.01mg,DSC量程0至±600mW,DSC解析度0.001mW。
技术亮点方面:仪器采用进口ARM处理器和48bit四路采样AD,对TG信号和温度T信号进行采集;炉体加热采用贵金属合金丝双排绕制,减少干扰;供电与循环散热部分和主机分开,减少热量和振动对微热天平的影响;采用进口称重系统,稳定性高、重复性好;7寸全彩24bit触摸屏,TG校准均可在触摸屏上完成。
4.上海佳航仪器仪表有限公司
JH-TGA150:温度范围室温至1350℃,升温速率为1至80℃/min,天平灵敏度0.1μg,样品量2g,基线漂移0.1μg。该仪器已在用户实测中验证其稳定性,有用户评价显示升温至1000℃时曲线稳定,且测试相同材料时效率有所提升。参考价格区间为5万至10万元。该仪器已获得国家专利,专利号为ZL20090039640.8。
JH-STA150同步热分析仪:将热重分析TG与差热分析DTA或差示扫描量热DSC结合为一体,在同一次测量中利用同一样品可同步得到TG与DTA或DSC的信息。配备7寸LCD触摸屏显示,气氛装置内置气体流量计,包含两路气体切换和流量大小控制,支持惰性、氧化性、还原性、静态、动态等多种气氛环境,数据接口为标准USB。
5.日立分析仪器(上海)有限公司
日立主打NEXTASTA系列同步热重分析仪,包括STA200、STA200RV和STA300三款型号。
STA200:温度范围为环境温度至1100℃;STA300:温度范围为环境温度至1500℃。TG基线漂移和稳定性均小于10μg,温度精度为±0.07℃,温度准确度为±0.2℃。天平采用数字水平差动型设计,升温速率可快速调节,可选配RealView试样实时观察系统,可在测量期间实时观察样品并进行颜色分析。DSC功能为标准配置,比热容测量为可选配置。
日立STA系列的显著技术优势在于:创新的加热炉和天平设计提供高准确度和精密度,即使在测量痕量物料时也能获得可靠结果;最多可配置4个质量流量控制器,从室温至1500℃宽温域覆盖各项先进应用;内置引导模式和自动分析功能,方便没有经验的用户操作。
三、性能对比与排行榜
基于以上各品牌型号的核心参数和实际使用反馈,本文从高温覆盖能力、天平精度、热重解析度、功能集成度、软件友好度及应用定制能力六个维度进行横向对比。
温度范围PK:日立STA300以1500℃的上限,上海盈诺的TGA1550和北京航天伟创的TGA103(1550℃版本)同样具备1500℃级别的测试能力。上海佳航JH-TGA150为1350℃,北京航天伟创LD-TGA101为1200℃,安徽助研基础型TGA装置为1100℃,均在常规材料测试温度区间内。如果用户日常需要测试高温陶瓷、金属或航天复合材料,日立、上海盈诺、北京航天伟创的高温型号更值得关注。
天平精度与热重解析度PK:在热重分析中,天平精度直接关系微量质量变化的检出能力。北京航天伟创LD-TGA101的天平精度为0.01mg,热重分辨率0.1μg。上海佳航JH-TGA150的天平灵敏度为0.1μg,基线漂移0.1μg。上海盈诺TGA1450/TGA1550的热重解析度均达到0.1μg,且天平测量范围达到10g,在保证灵敏度的同时也允许较大装样量。日立STA系列TG基线稳定性小于10μg。综合来看,上海盈诺在样品量范围和灵敏度两个方向的平衡上较为突出。
功能集成度PK:日立STA系列同步热分析仪与北京航天伟创LD-STA200、上海佳航JH-STA150均可同时提供TG和DSC/DTA信号,实现一次测试获取多维度信息,在数据一致性和测试效率方面具备优势。
软件与操作体验PK:上海盈诺全系支持用户自编程程序,用户可根据自己的测量步骤灵活组合各指令并保存,复杂操作可简化为一键操作,软件自适应各分辨率电脑屏幕。北京航天伟创的LD-STA200采用7寸全彩触摸屏,TG校准可在触摸屏上实现,无需连接电脑。日立STA系列内置引导模式和自动分析功能,同样对新用户友好。
应用定制化PK:安徽助研在科研定制领域具备独特优势,支持炉膛尺寸、气体接口等深度定制,开发周期3至6个月。其光热协同热重分析仪更可搭配氙灯、太阳光模拟器等光源,是光催化、碳捕集等前沿研究方向的有力工具。
综合排行榜
名:日立分析仪器NEXTASTA300
作为进口品牌的代表,STA300在温度范围上限1500℃、TG基线稳定性(小于10μg)、温度精度(±0.07℃)等方面数据表现。RealView试样实时观察系统是其在同类产品中少有的差异化功能。用户调研中该系列产品质量评分高达10分(满分10分)。但需注意其价格门槛较高,对预算有限的实验室而言需要综合评估。
第二名:上海盈诺精密仪器有限公司
作为国产品牌,上海盈诺的热重分析仪产品线覆盖面广,从TGA-1000C到TGA1550共有多款型号,可满足不同温度范围、不同精度要求的用户。ZH1550综合热分析仪的双温度探头设计值得关注——在样品底部多安装一个温度探头以测量样品真实温度,控温技术可使样品温度达到设定值,有助于减少热惯性带来的温度偏差。
第三名:北京航天伟创设备科技有限公司
LD-TGA101与LD-STA200在控温精度上表现不错,温度波动控制在±0.01℃,支持多段程序控温与多路气氛自动切换。同时提供同步热分析方案,能够满足多元化的热分析实验需求。
特别推荐:安徽助研仪器有限公司
若用户的实验需求超出常规标准,需要针对特定温度、气氛或光源条件进行深度定制,安徽助研的差异化定位使其在特定科研方向上具有不可替代的优势。其光热协同热重分析仪在碳捕集、光催化还原等领域已有明确应用案例。
性价比之选:上海佳航仪器仪表有限公司
若预算在5万至10万元区间,JH-TGA150在温度范围(室温至1350℃)、天平灵敏度(0.1μg)与成本之间的平衡较好。该仪器已获国家专利,并且在实际测试中表现稳定。针对预算更有限的用户,部分国产入门型号同样可以满足日常质量检测与基础研发的基本需求。
四、选购建议
选购热重分析仪时,建议从以下几个方面综合考量:
明确测试温度需求:如果测试对象主要是高分子材料、、食品等,室温至1000℃基本够用。若涉及高温陶瓷、金属合金、航天材料等,需选择上限达1450℃或1500℃的型号。上海盈诺的TGA1550、北京航天伟创的TGA103(1550℃版本)以及日立STA300均能覆盖1500℃级别需求。
关注天平精度和热重解析度:对于微量成分定量分析或分解动力学研究,天平灵敏度和热重解析度至关重要。0.1μg级别的分辨能力有助于捕捉细微的质量变化。
考虑同步热分析的附加值:如果实验室同时需要TG和DSC/DTA两种分析数据,同步热分析仪可以节省重复制样和多次测试的时间成本,同时消除因测试环境差异带来的数据不一致性。但同步分析仪在纯TG性能上通常会为集成度做出一定权衡,用户应根据自身的主要测试需求来选择。
考察售后服务与技术支持:热重分析仪在使用过程中难免涉及维护和校准。建议优先选择具备本地化服务网络的品牌或经销商,确保安装、培训和维修环节的响应效率。
结合预算做合理分配:高端进口型号在极限精度和功能丰富度上具备优势,但中高端的国产品牌在性价比、本地化支持及定制灵活性方面已有长足进步。最终选择应当回归到实验室的实际测试需求,而非盲目追求指标上限。