坩堝是用極耐火的(de)材料(如粘土、石墨、瓷土或較難熔化的金屬)所製的(de)器皿或熔化罐。是為陶瓷深底的碗狀容(róng)器。當有固體要以大火加熱時,必須(xū)使用坩堝,因為它比玻璃器皿更能承受(shòu)高溫。坩堝使用時通常(cháng)會將坩堝蓋斜放(fàng)在坩堝上,以防(fáng)止受熱物跳出,並讓空氣能自由進出以進行可能的氧化反應(yīng)。因其底部很小,一般需要架在泥三角上才能以火直(zhí)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(zhì)。
坩堝加熱後不可立(lì)刻將其置於冷(lěng)的金屬桌麵上(shàng),以避免它因急劇(jù)冷卻而破裂。也不(bú)可(kě)立即(jí)放(fàng)在木質桌麵上,以(yǐ)避免燙壞桌麵或是引起火災(zāi)。正確的作法為留置在鐵三角架上自然冷卻,或(huò)是放(fàng)在石棉網上(shàng)令其慢慢冷卻,取用請通過(guò)坩堝鉗(qián)。
1、石墨坩堝
在石墨坩(gān)堝中,又有普型石墨坩堝與異型石墨坩堝及高純石墨坩(gān)堝三種。各(gè)種類型的石墨坩堝,由於性能、用途(tú)和使用條件不同,所用(yòng)的原(yuán)料、生(shēng)產方法(fǎ)、工藝(yì)技術和產(chǎn)品型號規格(gé)也都有所區別。石墨坩堝的主體原料,是結晶形天然(rán)石(shí)墨。故它(tā)保持著天(tiān)然右墨(mò)原(yuán)有的各種理化(huà)特性。即:具有(yǒu)良好的熱導性和耐高溫性,在高溫使用過程中,熱膨脹係數小,對急熱、急冷具有一定抗應變性能。對酸(suān),堿性溶液的抗腐蝕性較強,具有優良的化學穩定性。
坩堝的型號(hào)規格較多,在應用時(shí)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(liàn)物質的純度。
石墨坩堝,因具(jù)有以上優良的(de)性能,所以(yǐ)在冶金、鑄(zhù)造、機械、化工等工業部門(mén),被廣(guǎng)泛用於合金工(gōng)具鋼的冶煉(liàn)和有色金屬及其合金(jīn)的熔煉。並有著較好的技術經濟(jì)效果。
坩堝的種類大(dà)體分(fèn)為三大類:
類煉銅坩堝,其規格“號”;
第二類為煉銅合金坩堝,特(tè)圓形有100個號,圓形有(yǒu)100個號;
第三(sān)種煉鋼用的坩堝,有(yǒu)100個號。
坩堝規格(大小),通常(cháng)是用順序號(hào)大小(xiǎo)表示的,1號坩堝具有能熔化1000g 黃銅(tóng)的容積,其重量為180g。坩堝在熔煉不同(tóng)金屬或合金時熔化量計算,可以坩堝的容重規格號,乘上相應金屬和(hé)合(hé)金係數。
坩堝的生產原料,可概括為三(sān)大類型:一是結晶質的天(tiān)然石墨,二是可塑性的耐火,三是經過煆燒的硬質高嶺土類(lèi)骨架熟料。
近(jìn)年來,開始采用耐高溫的(de)合成材料,如:碳化矽、氧化鋁金剛砂(shā)及矽鐵等做(zuò)坩堝的骨架(jià)熟料。這種熟料對提(tí)高坩堝產品質量,增(zēng)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(yǐ)及含(hán)有有KNO3的(de)堿性溶劑熔融樣品,不適(shì)用於KHSO4或(huò)NaHS04、K2S2O7或Na2S2O7等酸性溶劑以及含(hán)硫的堿性硫化物熔劑熔融樣品。
3、石英坩堝
可在1450度以下使用,分透明和(hé)不透明兩種。用電弧法製的半透明石英坩堝是拉製大直徑單晶(jīng)矽,發展大規模(mó)集成(chéng)電路必不可少的基礎材料。當今,世(shì)界半導體工(gōng)業發達已用此坩堝取代了小的透明石英坩堝。他具有高純度、耐溫性強(qiáng)、尺(chǐ)寸大精度高、保溫(wēn)性好(hǎo)、節約能源、質量穩定等優點;不能和HF接觸,高(gāo)溫時,極易和(hé)苛性堿(jiǎn)及堿金屬的碳酸鹽作用;適於用K2S2O7,KHSO4作熔劑熔融樣品和(hé)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(yì),除HF外,普通稀無機酸可用作清洗液。
4、瓷坩堝
瓷坩堝可耐熱1200度左右,適用於K2S207等酸性物質(zhì)熔(róng)融樣品,一般不(bú)能用於以Na0H、Na202、Na2CO3等(děng)堿性物質作熔劑熔(róng)融,以免腐蝕瓷坩堝。瓷坩堝不能和氫氟酸接觸。瓷坩堝一般可用稀HCl煮沸清洗滌。
5、剛玉坩堝
剛玉坩堝是由多孔熔融氧化鋁組成,質(zhì)堅而耐熔。適於用無水Na2C03等(děng)一些弱堿性物質(zhì)作熔劑熔融樣品,不適於用Na 202、NaOH等(děng)強堿性物質和酸性物質作熔劑(如K2S 207等)熔融樣。
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