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熱重分析（TG或TGA），是指在程序控制溫度下測量待測樣品的質量與溫度變化關系的一種熱分析技術，用來研究材料的熱穩定性和組份。
熱重分析法可以研究晶體性質的變化，如熔化、蒸發、升華和吸附等物質的物理現象；研究物質的熱穩定性、分解過程、脫水、解離、氧化、還原、成份的定量分析、添加劑與填充劑影響、水份與揮發物、反應動力學等化學現象。熱重法在下述諸方面得到應用：無機物、有機物及聚合物的熱分解；金屬在高溫下受各種氣體的腐蝕過程；固態反應；礦物的煅燒和冶煉；液體的蒸餾和汽化；煤、石油和木材的熱解過程；含濕量、揮發物及灰分含量的測定；升華過程；脫水和吸濕；爆炸材料的研究；反應動力學的研究；發現新化合物；吸附和解吸；催化活度的測定；表面積的測定；氧化穩定性和還原穩定性的研究；反應機制的研究；還可以作為測量固體表面酸堿度的表征手段。
石墨烯、納米材料、高分子材料及其他非金屬材料，主要包括石墨烯、石墨、微納米材料、活性碳、碳纖維、碳納米管、納米復合材料、納米改性高分子材料、復合金屬、生物細胞、復合材料、高分子材料、化工材料、橡膠、塑料、陶瓷、樹脂、水泥、硅酸鹽、礦石、寶石等。
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