坩堝是用極耐(nài)火的材(cái)料(如粘土、石(shí)墨、瓷土或較難熔(róng)化的金屬)所製的器皿或(huò)熔化罐。是為陶瓷深底的碗狀容器。當有固體要以大火(huǒ)加熱時,必須使用坩堝,因為它比(bǐ)玻璃器皿更能承受高溫。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(kōng)氣能自由進(jìn)出以進行可能的氧化反應。因其底部(bù)很小,一般需要架在泥(ní)三角上才能以火直接加熱。坩堝(guō)在鐵三角架(jià)上用正放或(huò)斜放(fàng)皆可,視需求可(kě)以自行安置(zhì)。
坩堝加熱後不可立刻將其置於冷的金(jīn)屬桌麵上,以避免它因急劇冷卻而破(pò)裂。也不可立即放在木質(zhì)桌麵上(shàng),以避(bì)免(miǎn)燙壞桌麵或是(shì)引起火災。正確的作法為留置在鐵三角(jiǎo)架上自然冷卻,或是放在石棉網上令其慢(màn)慢(màn)冷卻,取用請通(tōng)過坩堝鉗。
1、石墨坩堝
在石墨坩堝中,又有普型石墨坩(gān)堝與異(yì)型石墨坩堝及高純石墨坩堝三種(zhǒng)。各種類型的石墨坩堝,由於性能、用途和使(shǐ)用條件不同,所用的(de)原料、生產(chǎn)方法、工藝技術和產品型號規格也(yě)都有所區(qū)別。石墨坩堝的(de)主體(tǐ)原料,是結晶(jīng)形(xíng)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(hǎo)的熱導性和耐高溫性,在高(gāo)溫使用過程中,熱膨脹係數(shù)小,對急(jí)熱、急冷具有一定抗應變性能。對酸,堿性溶液(yè)的抗腐蝕性較強,具有優良的化學穩定性。
坩(gān)堝的型號規格較多,在應(yīng)用時不受(shòu)生產規模、批量大小和熔煉物質品種的限製(zhì),可任(rèn)意選擇,適用性較強,並可保證被熔煉(liàn)物質的純度(dù)。
石(shí)墨坩堝,因具(jù)有以上優良的性能,所以在冶金、鑄造、機(jī)械(xiè)、化工等工業部(bù)門,被廣泛用於合金工具鋼的冶煉和有色金屬及其合金的熔煉。並有著較好的技術經濟效果。
坩堝的種類大體分為三大類:
類煉銅坩(gān)堝,其規格“號”;
第二類為(wéi)煉銅合金坩堝,特圓形有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(gé)(大小),通常是(shì)用順序號大小表示的,1號坩堝具有能熔化1000g 黃銅的容積,其重量為180g。坩堝在熔煉不同金屬(shǔ)或合(hé)金時熔(róng)化(huà)量計算,可以坩堝(guō)的容重規格號,乘上相應金屬(shǔ)和合金係數。
坩堝的生產原料,可概括為三大(dà)類型:一是結晶質的天然石墨,二是(shì)可塑性(xìng)的耐火(huǒ),三是經過煆燒的硬質高嶺土類骨架(jià)熟料。
近年來,開始采(cǎi)用耐高(gāo)溫的合成材料,如:碳化矽、氧化鋁金剛砂及矽鐵(tiě)等做坩堝的骨架熟料(liào)。這種(zhǒng)熟(shú)料對提高坩堝產品質(zhì)量,增強坩堝密度(dù)和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(jiǎn)性溶(róng)劑熔融樣(yàng)品,不適用(yòng)於KHSO4或NaHS04、K2S2O7或Na2S2O7等酸(suān)性溶劑以及含硫的堿性硫化物熔劑熔融樣品。
3、石英(yīng)坩堝
可在1450度以下使用,分透明和不透明兩種。用電(diàn)弧法製的半透明石英坩堝是拉製大直徑單晶矽(guī),發展大規模集成電路必不可少的基礎材料。當今,世界半(bàn)導體工(gōng)業發達已用(yòng)此坩堝取代了小的透明石英坩堝。他具有高純度、耐溫(wēn)性強、尺寸大(dà)精度高、保溫性好、節約能源、質量穩定等優點;不能和HF接觸,高溫時(shí),極易和苛性堿及堿金屬的碳酸鹽作用;適(shì)於用K2S2O7,KHSO4作熔劑(jì)熔融(róng)樣(yàng)品和用Na2S207(先(xiān)在212度烘幹)作熔(róng)劑處理樣品。
石英質脆,易破,使用時要注意,除HF外,普通稀無機酸可用作清洗液。
4、瓷坩堝
瓷坩堝(guō)可耐熱1200度左右,適用於K2S207等酸性物質熔融樣(yàng)品,一般不能用於以Na0H、Na202、Na2CO3等堿性物質作熔劑熔融,以免腐(fǔ)蝕瓷坩堝。瓷(cí)坩堝不(bú)能和氫氟酸接觸(chù)。瓷坩堝一般可用稀HCl煮沸清洗(xǐ)滌。
5、剛玉(yù)坩堝
剛(gāng)玉坩堝是由多(duō)孔熔融氧(yǎng)化鋁組(zǔ)成(chéng),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(yàng)品,不適於用Na 202、NaOH等強堿性物質和酸性物質作熔劑(如K2S 207等)熔融樣。
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