坩堝是用極耐火的材料(如粘土、石墨、瓷土或(huò)較難熔(róng)化(huà)的金屬)所製的器皿或熔化罐。是為陶瓷深底的碗狀容器。當有固體要以大火加熱時,必須使用坩(gān)堝,因為它比玻璃器皿更能承受高溫。坩堝使用時通常(cháng)會將坩(gān)堝蓋斜放在坩堝上,以防止受熱物(wù)跳出(chū),並讓(ràng)空氣能自由進出以進行可能的氧化反應。因其底部很小,一般需要架在(zài)泥三角上才(cái)能以火直接加熱。坩堝在鐵三角架上用正放或斜放(fàng)皆可,視需求可以自行安(ān)置。
坩堝加熱後不可立刻將其置於冷的金屬(shǔ)桌麵上,以(yǐ)避免它因急劇冷卻而破裂。也不可立(lì)即放在木質桌(zhuō)麵上,以避免燙壞桌麵或是引起火災。正確的作(zuò)法為留置在鐵三角架上自然冷卻,或是放在石棉網上(shàng)令其慢慢冷(lěng)卻,取用請通過坩堝鉗。
1、石墨坩堝
在(zài)石墨坩堝中,又有普型石墨坩堝(guō)與異型石墨坩堝及(jí)高純石墨坩堝三種。各種類型的石墨坩堝,由於性能、用途和使用條件不同,所用的原料、生產方法、工藝技術和產品(pǐn)型(xíng)號規格也都(dōu)有所區別。石墨坩堝的主體原料,是(shì)結晶形天然石墨。故(gù)它(tā)保(bǎo)持著天然右墨原有的各種理化特性。即:具(jù)有良(liáng)好的熱導性和耐高溫性,在高(gāo)溫使用過程(chéng)中,熱膨脹係(xì)數小,對(duì)急熱、急冷具有一定抗應變性能。對酸,堿性溶液的抗腐蝕性較強(qiáng),具有優(yōu)良的(de)化學穩定性。
坩堝的型號規格較多,在(zài)應用時不受生產規模、批量(liàng)大小和熔煉物質品種的限製,可任意選擇(zé),適用性較強(qiáng),並可保證(zhèng)被熔煉物質的純度。
石墨坩堝,因具(jù)有以上優(yōu)良的性能,所以在冶金(jīn)、鑄造、機械、化工等工(gōng)業部門,被廣泛(fàn)用於(yú)合金工具鋼的冶煉和有色金屬(shǔ)及其合(hé)金的熔煉。並有(yǒu)著較(jiào)好的技術經濟效果。
坩堝的種類(lèi)大體(tǐ)分為(wéi)三大類:
類煉銅坩堝,其規格“號”;
第二類為煉(liàn)銅合金坩堝,特圓(yuán)形(xíng)有100個號,圓形有100個號;
第三種煉鋼用的坩堝,有100個號。
坩堝規格(大小),通常是用順序號大小表示的,1號坩堝具有能熔化1000g 黃銅的容積(jī),其重量為180g。坩堝在熔(róng)煉不(bú)同金屬或合(hé)金時熔化量(liàng)計算,可以坩堝的容重規格號(hào),乘上相應金屬和合金係數。
坩堝的生產原料,可概括為三大類型:一是結晶質的天然石墨,二是可塑(sù)性的耐火,三(sān)是經過煆燒的硬質高嶺土類骨架熟料。
近(jìn)年來,開始采用(yòng)耐(nài)高溫(wēn)的(de)合成材料,如:碳化矽、氧化鋁金剛(gāng)砂及矽鐵等做坩堝的骨架熟料。這種熟料對(duì)提高坩堝產品質量,增強坩堝密度和(hé)機械強度有著顯著效果。
2、鎳坩堝 適用於NaOH Na2O2、Na2CO3 NaHCO3以及含有有KNO3的堿性溶劑熔融樣品,不適用於KHSO4或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(míng)和不透明兩種。用電弧法製的半透明石英坩堝是拉製大直徑單晶矽,發展(zhǎn)大規模集(jí)成電路必不可少的(de)基礎材料。當今,世界半導體工業發達已(yǐ)用(yòng)此坩堝取代了小(xiǎo)的(de)透明石英坩堝。他具(jù)有高(gāo)純度、耐溫性強、尺寸(cùn)大精度高、保溫性好、節約能源(yuán)、質量穩定等優點(diǎn);不能和HF接觸,高溫時,極易和苛性堿及堿金屬的碳酸鹽作用;適於用K2S2O7,KHSO4作熔劑(jì)熔(róng)融(róng)樣品和用(yòng)Na2S207(先在212度烘幹)作熔劑處理樣品。
石英質脆,易破,使用時要注意,除HF外,普(pǔ)通稀無機酸可(kě)用(yòng)作清洗液。
4、瓷坩堝
瓷坩堝可(kě)耐熱1200度左右,適用於K2S207等酸性物質熔融樣品,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(shí)瓷坩堝。瓷坩堝(guō)不(bú)能和氫氟酸接觸。瓷坩堝一(yī)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(huà)鋁(lǚ)組成,質堅而耐熔(róng)。適於用無水(shuǐ)Na2C03等一些(xiē)弱堿性物質作(zuò)熔劑熔融樣品,不(bú)適(shì)於用(yòng)Na 202、NaOH等強堿性物質和酸性物質作熔劑(如K2S 207等)熔融樣。