坩堝是用極耐火的材料(如粘土、石(shí)墨、瓷土或較難熔化的金屬)所製(zhì)的(de)器皿或熔化罐。是為陶(táo)瓷深底的碗狀容器。當有(yǒu)固體要以大火(huǒ)加熱時,必須使用坩堝,因為它比玻璃器皿更能承受高溫。坩堝使用時通常會(huì)將坩堝蓋斜放在坩(gān)堝(guō)上,以(yǐ)防止受熱物跳出,並讓空氣能自由進出以進行可能的氧(yǎng)化反應。因其底部很小,一般需要架在(zài)泥三角上才能以火直接加熱。坩堝在鐵三角架上用正放或斜放皆可,視需求可以自行安置。
坩堝加熱後不可立刻將其置於冷的金屬桌麵上,以(yǐ)避免它因急劇冷卻而破裂。也不可立即(jí)放在木質桌麵上,以避免燙壞桌麵(miàn)或(huò)是引起火災。正確的作法為留置在鐵三角架上自然冷卻,或是(shì)放在石(shí)棉網上令其(qí)慢慢(màn)冷(lěng)卻,取用請(qǐng)通過坩堝(guō)鉗。
1、石墨坩堝
在石墨坩堝中,又有普型(xíng)石墨坩堝與異型石墨坩堝及高純(chún)石墨(mò)坩堝三種。各種類型的石墨坩堝,由於(yú)性能、用途和使(shǐ)用條件不(bú)同,所用的原料、生產方法、工藝技術和產品型號規格(gé)也都有所區別。石墨坩(gān)堝(guō)的主體原料(liào),是結晶形天然石墨。故它保持著天然右墨(mò)原(yuán)有的各種理化特性。即:具有良好的熱導性和耐高溫性,在高溫使用過程中,熱(rè)膨脹係數(shù)小,對急熱、急冷具有(yǒu)一定抗應變(biàn)性能。對酸,堿性溶液的抗(kàng)腐蝕性(xìng)較強(qiáng),具有優(yōu)良的化學穩定性(xìng)。
坩堝的型號規格較多,在應用時不受生產規模、批量大小和熔煉物質品種的限製(zhì),可任意選擇,適用性較強,並可保證被熔煉物質的純度。
石墨坩(gān)堝(guō),因具有以上優良的性能,所以在(zài)冶金、鑄造(zào)、機械、化(huà)工(gōng)等工業部門,被(bèi)廣泛用於合金工具鋼(gāng)的冶(yě)煉和有色金屬及其合金的熔煉。並(bìng)有著較好的技術經濟(jì)效果。
坩堝的種類(lèi)大(dà)體分為三大類(lèi):
類(lèi)煉銅坩堝,其規格“號”;
第二類為煉銅合金坩堝,特圓形有100個號,圓形有100個號;
第(dì)三種煉(liàn)鋼用的坩堝,有(yǒu)100個號。
坩堝規格(大小),通常是(shì)用順序號大小(xiǎo)表示的,1號坩堝具有(yǒu)能(néng)熔化1000g 黃銅的容積,其重量為180g。坩堝在熔煉不同金屬或合金時熔化量(liàng)計算,可(kě)以(yǐ)坩(gān)堝的容重規格號,乘上相應金屬和合金(jīn)係數。
坩堝的生產原料,可概(gài)括為三大類型:一(yī)是(shì)結晶質的天然石墨,二是可(kě)塑性的耐火,三(sān)是經過煆燒的硬質高嶺土(tǔ)類骨架熟料。
近年來,開始采用耐高溫的合成材料,如:碳(tàn)化矽(guī)、氧化鋁(lǚ)金剛(gāng)砂(shā)及(jí)矽鐵等做坩堝的骨架熟料(liào)。這種熟料對提高坩堝產品質量,增強坩堝密度和機械強度(dù)有著顯著效果。
2、鎳坩堝 適用於NaOH Na2O2、Na2CO3 NaHCO3以及含有有KNO3的堿性(xìng)溶劑熔融樣品,不適(shì)用於KHSO4或NaHS04、K2S2O7或Na2S2O7等酸性溶劑以及含硫的(de)堿性硫化(huà)物熔劑熔融樣(yàng)品。
3、石英坩(gān)堝
可在1450度以下使用,分透明和不透明兩種。用電弧法製的半透(tòu)明石英坩堝是拉製大直徑單晶矽(guī),發展大規模集成電(diàn)路必(bì)不可(kě)少的基(jī)礎材料。當今,世界半導體工(gōng)業發達已用此(cǐ)坩堝取代了小的透明石(shí)英(yīng)坩堝。他具(jù)有高純度、耐溫性強、尺寸大精度高、保溫性好、節約能源(yuán)、質量穩定等優點;不能和HF接觸,高溫(wēn)時(shí),極易和苛性堿及堿金屬的碳酸鹽作用;適於用K2S2O7,KHSO4作熔劑熔融樣品和用Na2S207(先在212度烘幹)作熔劑處理(lǐ)樣品。
石英質脆,易破,使用時要注意,除HF外,普通稀無機(jī)酸可用作清洗液。
4、瓷(cí)坩堝
瓷(cí)坩堝可耐熱1200度左右,適用於K2S207等酸性物質熔(róng)融樣品,一般不能用於以Na0H、Na202、Na2CO3等堿性物質作熔劑熔(róng)融,以免腐蝕瓷坩堝(guō)。瓷坩堝不能和氫氟(fú)酸接觸。瓷(cí)坩堝一(yī)般可用稀HCl煮沸(fèi)清洗滌。
5、剛玉坩堝
剛玉坩堝是由多孔熔融(róng)氧化鋁組成,質堅而耐熔。適於用無水Na2C03等(děng)一些弱堿性物質作熔(róng)劑熔融樣品(pǐn),不適於用Na 202、NaOH等強堿性物質和酸性物質作熔劑(jì)(如K2S 207等)熔融樣。