坩堝(guō)是用極耐火的材料(如(rú)粘土、石墨、瓷土或較難熔化的金屬(shǔ))所製的器皿或熔化罐(guàn)。是為陶瓷深底的碗狀(zhuàng)容(róng)器。當有固體要以大火加熱時(shí),必須使用坩堝,因為(wéi)它比玻璃器皿更能承受(shòu)高溫。坩堝使用時通常會將坩堝蓋斜放在坩堝上,以防止受熱物跳出,並讓空氣能自由進出以進行可(kě)能的氧化反應。因其底部很小(xiǎo),一般需要架在泥三角上才能以火直接加熱。坩堝在鐵三角架上用正放或(huò)斜放皆可,視需求可以自(zì)行安置。
坩堝加熱後不可立刻將其置於冷的金屬桌麵上,以避免它因急劇冷卻(què)而(ér)破裂。也不可立即放在木(mù)質桌麵上,以避免燙壞桌麵或是引起(qǐ)火災。正確的作法為留置在鐵三角架上自然冷卻,或是放在石棉網上令其慢(màn)慢冷卻,取(qǔ)用請通過坩(gān)堝鉗。
1、石墨坩堝
在石墨坩堝中(zhōng),又有普型石墨(mò)坩堝與異型石墨坩堝及高(gāo)純石(shí)墨坩堝三種。各種類型(xíng)的石墨坩堝(guō),由於性能(néng)、用途和使用條件不同,所用(yòng)的原料、生產(chǎn)方法、工藝(yì)技術和(hé)產(chǎn)品型號規格也都有所區別。石墨坩堝的主體(tǐ)原料,是結晶形天然石墨。故它保持著天然右墨原有的各種理化特性。即:具有良好的熱導性和耐高溫(wēn)性(xìng),在高溫使(shǐ)用過(guò)程中,熱膨脹係數小,對急熱、急冷具有一定抗(kàng)應變性能。對酸,堿性溶液的抗腐蝕性(xìng)較強(qiáng),具(jù)有優良的化(huà)學穩定性。
坩堝的型號(hào)規格較多,在(zài)應用時不受(shòu)生產規模、批量大小和(hé)熔煉物質品種的(de)限製,可任意選擇,適用性較強,並(bìng)可保證被熔煉物質(zhì)的純度。
石墨坩堝,因具有以上優良的性能(néng),所以在冶金(jīn)、鑄造、機械、化工(gōng)等工業部門,被廣(guǎng)泛用於合金工(gōng)具鋼的冶煉和(hé)有色金(jīn)屬(shǔ)及其合金(jīn)的熔煉。並有著較好的技術經濟效果。
坩堝的種類(lèi)大體分為三大類:
類煉銅坩堝,其規格“號”;
第二類為煉銅(tóng)合金坩堝,特圓形有100個號(hào),圓形有100個(gè)號;
第三種煉鋼用的坩堝,有100個號。
坩堝規格(gé)(大小),通常是用(yòng)順序號大小表示的,1號坩堝具有能熔化1000g 黃銅的容積,其重量為180g。坩堝在熔煉不同金(jīn)屬或合金時熔化量計算,可以坩堝(guō)的容重規格號,乘上(shàng)相應金屬和合金係數(shù)。
坩堝的(de)生產原料,可概括為三大類型:一是結晶質的天然石(shí)墨,二是(shì)可(kě)塑性的耐(nài)火(huǒ),三是經過煆燒的硬質高嶺土類骨架熟料。
近(jìn)年來(lái),開始采用耐高溫的合成材料,如:碳化(huà)矽、氧(yǎng)化鋁金剛砂及矽鐵等做(zuò)坩堝的骨架熟料。這種熟料對提高(gāo)坩堝產品質量,增強坩(gān)堝密(mì)度和機械強度有(yǒu)著顯著效(xiào)果(guǒ)。
2、鎳坩堝(guō) 適用於NaOH Na2O2、Na2CO3 NaHCO3以及含(hán)有(yǒu)有(yǒu)KNO3的堿性溶(róng)劑熔融樣(yàng)品,不(bú)適用於KHSO4或NaHS04、K2S2O7或Na2S2O7等酸性(xìng)溶劑(jì)以及含硫的堿性硫化物(wù)熔劑熔融樣品。
3、石英坩堝
可在1450度以下使用,分透明和不透明兩種。用電弧法製的半(bàn)透明石英坩堝(guō)是拉製(zhì)大直徑單晶矽,發展大規(guī)模集成電路必不可少的基礎材料。當今,世界半導(dǎo)體工業發達已用此坩堝取代了小的透(tòu)明石英坩堝。他具有高純度、耐溫(wēn)性強、尺寸大精度高、保(bǎo)溫性(xìng)好、節約能源(yuán)、質量穩定等優點;不能(néng)和HF接觸,高溫時,極易和苛性堿及堿金屬的碳酸(suān)鹽作用;適於用K2S2O7,KHSO4作熔劑熔融樣品和用Na2S207(先在(zài)212度烘幹)作熔(róng)劑處理樣(yàng)品。
石英質(zhì)脆,易破,使用時要注(zhù)意(yì),除HF外,普通稀無機酸可用(yòng)作清洗液。
4、瓷(cí)坩堝
瓷坩堝(guō)可耐熱1200度左右,適(shì)用於(yú)K2S207等酸性物(wù)質熔融樣品,一(yī)般不能用於以Na0H、Na202、Na2CO3等堿性物質作熔劑熔融,以(yǐ)免腐蝕瓷坩堝。瓷坩堝不能和氫氟酸接觸。瓷坩堝一般可(kě)用稀HCl煮沸清洗滌。
5、剛玉坩堝
剛玉(yù)坩堝是由多(duō)孔熔融氧化鋁組成,質堅而耐熔。適於用無水Na2C03等一些弱堿性物質作熔劑(jì)熔融樣品,不適(shì)於用Na 202、NaOH等強堿性(xìng)物(wù)質和酸性物質(zhì)作熔劑(如K2S 207等)熔融樣。