坩堝是用極耐火的材料(liào)(如粘土、石墨、瓷土或較難熔化的金屬)所製的器皿或熔(róng)化罐。是為陶(táo)瓷深底的碗(wǎn)狀容(róng)器。當(dāng)有固(gù)體要以大(dà)火加熱時,必須使(shǐ)用坩堝,因為它比玻璃器(qì)皿更(gèng)能承受高溫。坩堝使(shǐ)用時通常會將坩堝蓋斜(xié)放(fàng)在坩堝上,以防止受熱物跳出,並(bìng)讓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(jià)在(zài)泥三角上才能(néng)以火直(zhí)接加熱。坩堝在鐵三角架上用正放或斜放皆可,視(shì)需求可以自行安置。
坩堝加熱後不可立刻將其置於(yú)冷的金屬桌麵上,以(yǐ)避免它因急劇冷卻而破裂。也不(bú)可立即(jí)放在木(mù)質桌(zhuō)麵上,以避免燙壞桌麵或是引起火災。正確的作法為留(liú)置在鐵三(sān)角架上自然冷卻,或是放在石棉網上令其慢慢冷卻,取用請通過坩堝鉗。
1、石墨坩堝
在石墨坩堝中,又有普型石(shí)墨坩堝與異型(xíng)石墨坩堝及高純石墨坩堝三種。各種類型的石墨坩堝,由於性能、用途和使用條件不(bú)同,所用的原料、生產方法、工藝技術和產品型號規格也都有所區別。石墨(mò)坩堝的主體原(yuán)料,是結晶形天然石墨。故它保持著天然右墨原有的(de)各種理化(huà)特性。即:具有良好的熱導性和耐高溫(wēn)性,在高溫使用(yòng)過程中(zhōng),熱膨脹係數小,對急熱、急冷具有一定(dìng)抗應變性能。對酸,堿(jiǎn)性(xìng)溶液的抗腐蝕性較強,具有優良的化(huà)學穩(wěn)定性。
坩堝的型號規格較多,在應用時(shí)不受生產(chǎn)規模、批量大小(xiǎo)和熔煉物質品種的限製,可任意選擇,適用性較強,並可保證被熔煉物質的純度。
石墨坩堝,因具有以上優良的性能,所以在冶金(jīn)、鑄造、機械、化工等工業部門,被廣泛用於(yú)合金工具鋼的(de)冶煉和有色金屬及其合金的熔煉。並有著較好的技術(shù)經濟(jì)效果。
坩堝的種類大體(tǐ)分為三大類:
類煉銅坩堝,其(qí)規格“號”;
第(dì)二類為煉銅合金(jīn)坩堝,特圓形有100個號,圓形有100個號(hào);
第三種(zhǒng)煉鋼用的坩堝,有100個號。
坩堝規(guī)格(gé)(大小),通常是用順序號(hào)大小表示的(de),1號坩堝具有能熔化1000g 黃銅的容積,其重量(liàng)為180g。坩(gān)堝在熔煉不同金屬或合金時熔化量(liàng)計算,可以坩堝的容重規格號,乘上相應金屬和合金係數。
坩堝的生(shēng)產原料,可概括為三大類型:一是結晶質的天然(rán)石墨,二(èr)是可塑性的耐(nài)火,三是經(jīng)過煆燒的硬質高(gāo)嶺(lǐng)土(tǔ)類骨架熟料。
近年來(lái),開始采用耐高溫的合成材料,如:碳化矽(guī)、氧化鋁金剛砂(shā)及矽鐵(tiě)等做坩(gān)堝的骨架熟料。這種(zhǒng)熟料對提高坩堝產品質量,增強坩(gān)堝密度和機械強度有著顯著(zhe)效果。
2、鎳坩堝(guō) 適用於NaOH Na2O2、Na2CO3 NaHCO3以及含有有KNO3的堿性溶劑(jì)熔融樣品,不適用於KHSO4或(huò)NaHS04、K2S2O7或Na2S2O7等(děng)酸性溶劑(jì)以及含硫的堿性硫化物熔劑熔(róng)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(zhí)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,世界半導體工業發達已用(yòng)此坩堝取代了小的透明石英坩堝。他具(jù)有高純度(dù)、耐溫性強、尺寸(cùn)大精度(dù)高、保溫性好、節約(yuē)能源(yuán)、質量穩定等(děng)優點;不(bú)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作熔劑熔融樣品和用Na2S207(先在212度(dù)烘幹)作(zuò)熔劑處理樣品。
石英質脆,易破,使用時要注意(yì),除HF外,普通(tōng)稀無機酸可用作清洗(xǐ)液。
4、瓷坩(gān)堝
瓷坩堝可耐熱1200度左右,適(shì)用於K2S207等酸性物質熔(róng)融樣品,一般不能(néng)用於以(yǐ)Na0H、Na202、Na2CO3等堿性物質作熔劑(jì)熔融,以免(miǎn)腐蝕瓷坩堝。瓷坩堝不能(néng)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(guō)
剛玉坩堝是由多孔熔融氧化鋁(lǚ)組成,質(zhì)堅(jiān)而耐熔。適於用無水Na2C03等一些弱堿性物質作熔劑熔融樣品,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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