熱分析技術的基礎是當物質的物理狀態(tài)和化學狀態(tài)發(fā)生變化時（如升華、氧化、聚合、固化、硫化、脫水、結晶、熔融、晶格改變或發(fā)生化學反應時），往往伴隨著熱力學性質（如熱焓、比熱容、熱導率等）的變化，因此可通過測定其熱力學性能的變化，來了解物質物理或化學變化過程?，F(xiàn)在把根據(jù)物質的溫度變化所引起的性能變化（如熱能量、質量、尺寸、結構等）來確定狀態(tài)變化的方法統(tǒng)稱為熱分析。

傳統(tǒng)的熱分析技術有熱重分析法(TGA)、差熱分析法(DTA)和差示掃描量熱分析法(DSC)。

(1)熱重分析法(TGA)

許多物質在加熱或冷卻過程中往往伴有質量變化，其變化的大小及出現(xiàn)的溫度與物質的化學組成和結構密切相關。因此，利用加熱或冷卻過程中物質質量變化的特點，可以區(qū)別和鑒定不同的物質。這種方法就叫熱重分析法。利用熱重分析法可以研究物質的熱穩(wěn)定性、熱分解溫度、分解反應溫度等。如果同時將分解產生的揮發(fā)組分輸入氣相色譜儀，測定分解產物的組成，則可以研究物質的熱降解機理。把試樣的質量作為時間或溫度的函數(shù)紀錄分析，得到的曲線稱為熱重曲線。熱重曲線的縱軸方向表示試樣質量的變化，橫軸表示時間或溫度。

利月熱重分析法可以研究物質的熱穩(wěn)定性、熱分解溫度、分解反應溫度等。如果同時將分解產生的揮發(fā)組分輸入氣相色譜儀，測定分解產物的組成，則可以研究物質的熱降解機理。記錄TG曲線對溫度或時間的一階導數(shù)，也就是質量的變化率與溫度或時間的函數(shù)關系為DTG曲線，可以進一步得到質量變化速率等更多信息。從失重曲線上各點的斜率可以計算在各溫度下的失重速度(dW/dt)，從而可以計算分解速度常數(shù)(K)及反應活化能。

(2)差熱分析法

差熱分析法(DTA)是測量與材料內部熱轉變相關的溫度、熱流的關系，研究樣品在可控溫度程序下的熱效應。通過差熱分析儀，能夠快速而準確地分析樣品的熔點、相轉變溫度等各種特征溫度。應用范圍非常廣，特別是材料的研發(fā)、性能檢測與質量控制。

在程序控溫條件下，測量試樣與參比的基準物質之間的溫度差與環(huán)境溫度的函數(shù)關系。當爐溫等速上升，經(jīng)一定時間后，樣品和參比物的受熱達到穩(wěn)定態(tài)，即二者以同樣速度升溫。如果試樣與參比物溫度相同，AT=O，那么它們熱電偶產生的熱電勢也相同。由于反向連接，所以產生的熱電勢大小相等方向相反，正好抵消，記錄儀上沒有信號；如果樣品升溫過程有熱效應發(fā)生，而參比物是無熱效應的，這樣必煞出現(xiàn)溫差，AT≠O，記錄儀上的信號指示了AT的大小。

如果試樣在加熱過程中產生熔化、分解、吸附水與結晶水的排除或晶格破壞等，試樣將吸收熱量，這時試樣的溫度正將低于參比物的溫度T2，即T2>Tl，閉合回路中便有溫差電動勢產生，隨著試樣吸熱反應的結束，Ti與T2又趨相等，構成一個吸熱峰。顯然，過程中吸收的熱量越多，在差熱曲線上形成的吸熱峰面積越大。

當試樣在加熱過程中發(fā)生氧化、晶格重建及形成新礦物時一般為放熱反應，試樣溫度升高，熱電偶兩焊點的溫度為T1>T2，閉合回路中產生的溫差電動勢，形成一個放熱峰。

差熱分析的基本原理是由于試樣在加熱或冷卻過程中產生的熱變化而導致試樣和參比物間產生的溫度差，這個溫度差由置于兩者中的熱電偶反映出來，其大小主要決定于試樣本身的熱特性，因此，對差熱曲線的判讀，有可能達到物相鑒定的目的。

(3)差示掃描量熱法

差示掃描量熱分析是在試樣與參比材料處于控制速率下進行加熱或冷卻的環(huán)境中，在相同的溫度條件時，記錄兩者之間建立0溫差所需要的能量隨時間或溫度的變化。記錄稱為差示掃描量熱曲線。縱軸表示單位時間所加的熱量。差熱分析和差示掃描量熱分析曲線反映了所測試樣在不同的溫度范圍內發(fā)生的一系列伴隨著熱現(xiàn)象的物理或化學變化。

關于差熱曲線上的轉變點的確定，曲線開始偏離基線那點的切線與曲線最大斜率切線的交點最接近熱力學的平衡溫度，因此用外推法確定此點為差熱曲線上反應溫度的起始點或轉變點。外推法即可確定起始點，亦可確定反應終點?？邳c是試樣吸熱反應的起始點，又稱力反應或相轉變的起始溫度點，它表示在該點溫度下，反應過程開始被差熱曲線測出。圖中6對應于差熱電偶測出的最大溫差變化，6點溫度稱為峰值溫度。該點既不表示反應的最大速度，亦不表示放熱過程的結束。

通常峰值溫度較易確定，但其數(shù)值亦受加熱速率及其他因素的影響，較起始溫度變化大。吸熱過程形成abd峰于6點和d點間的某一溫度內完成（圖中于c點完成）自c點后不再釋放熱量，曲線上出現(xiàn)新的基線。

關于反應終點c的確定是十分必要的，因為可以得到反應終止的溫度。假設物質的自然升溫（或降溫）過程是按指數(shù)規(guī)律進行的，則可以用6點以后的一段曲線數(shù)據(jù)，以lg（AT-ATa）對，即可得下端的曲線。曲線上開始偏離直線（即不服從指數(shù)規(guī)律）的點即c點。