同步熱分析儀的出現將熱重分析TG與差熱分析DTA或差示掃描量熱DSC結合為一體，在同一次測量中利用同一樣品可同步得到熱重與差熱信息。可以快速而深入地對材料的熱穩定性，分解行為，組分分析，相轉變，熔融過程等進行表征。
當被測物質在加熱過程中有升華、汽化、分解出氣體或失去結晶水時，被測的物質質量就會發生變化。這時熱重曲線就不是直線而是有所下降。通過分析熱重曲線，就可以知道被測物質在多少度時產生變化，并且根據失重量，可以計算失去了多少物質。
從熱重曲線上我們就可以知道CuSO4·5H2O中的5個結晶水是分三步脫去的。通過TGA實驗有助于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；也有助于研究物質的脫水、解離、氧化、還原等物質的化學現象。
熱重分析通常可分為兩類：動態(升溫)和靜態(恒溫)。熱重法試驗得到的曲線稱為熱重曲線(TG曲線)，TG曲線以質量作縱坐標，從上向下表示質量減少；以溫度(或時間)作橫坐標，自左至右表示溫度(或時間)增加。
同步熱分析儀的研究具體包括：
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。
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