坩堝是用極耐火的材(cái)料(如(rú)粘(zhān)土、石墨、瓷土或較難(nán)熔(róng)化的金屬)所製的器(qì)皿或熔化罐。是(shì)為陶瓷深底的碗(wǎn)狀容器。當有固體要以大火加熱時,必須使用坩堝,因為它比玻璃器皿更能承受高溫。坩堝(guō)使用時通常會將坩堝蓋斜放在坩堝上,以防止(zhǐ)受熱(rè)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斜放皆可,視需求可(kě)以自行安置。
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(yīn)急劇冷卻而破裂。也不可(kě)立即放(fàng)在木質桌麵上,以避(bì)免燙壞桌麵或是引起火災(zāi)。正確的作法(fǎ)為留(liú)置(zhì)在鐵三角架上自然冷卻,或是放在石(shí)棉網上令其慢慢冷卻,取用請通過(guò)坩堝鉗。
1、石墨坩(gān)堝(guō)
在石墨坩堝中,又有普型石墨坩(gān)堝與異型(xíng)石墨(mò)坩堝及高(gāo)純石墨坩堝三種。各種類型的石墨坩(gān)堝,由於性能(néng)、用途(tú)和使用條件不(bú)同,所用(yòng)的原料、生產方法、工藝技術和產品型號規格(gé)也都有所區別。石墨坩堝的主體原料,是結晶形天然石墨。故(gù)它保(bǎo)持著天然右墨原有(yǒu)的各種理化特性。即:具有良好的熱導性和(hé)耐(nài)高溫性,在(zài)高溫使用過(guò)程中,熱膨脹係數小,對急熱(rè)、急冷具有一定抗應變性能。對酸,堿性溶液的抗腐蝕性較強,具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性。
坩堝的型號規格較多,在應用時不受(shòu)生產規模、批量大小和熔煉物質品種的限製,可任意選擇,適用性較強,並可(kě)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、鑄造、機械(xiè)、化工等工業部門,被廣泛用(yòng)於合金(jīn)工具鋼的冶煉(liàn)和有色金屬及(jí)其合金的熔煉(liàn)。並有(yǒu)著較(jiào)好的技(jì)術經濟效果。
坩堝的種類大體分為三大類:
類煉銅坩堝,其規(guī)格(gé)“號”;
第二類為煉銅合金坩堝,特圓形有100個號,圓形有100個號;
第三種(zhǒng)煉(liàn)鋼用的坩堝,有100個號。
坩堝規格(大小),通常(cháng)是用順序號大(dà)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(zài)熔(róng)煉不同金屬或合金時熔化量計算,可以坩(gān)堝的容重規格號,乘上相應金屬(shǔ)和合金係數。
坩堝的生產原料,可概括(kuò)為三大類型:一是結晶質的(de)天然石墨,二是可(kě)塑性的耐火,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)用耐高溫的合成材料,如:碳(tàn)化矽、氧化鋁金剛(gāng)砂及(jí)矽鐵等做坩堝的骨架(jià)熟料。這種熟料對提高坩堝產品質(zhì)量(liàng),增強坩堝密度和機(jī)械強度有著顯著效果。
2、鎳坩堝(guō) 適用於NaOH Na2O2、Na2CO3 NaHCO3以及含有有KNO3的堿性溶劑熔融樣品,不適用於KHSO4或NaHS04、K2S2O7或Na2S2O7等酸性溶劑以及含硫的堿性硫化物熔劑熔融樣品(pǐn)。
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(shí)英坩堝是拉製大直徑單晶矽,發(fā)展大規模集成電路(lù)必不可少(shǎo)的基礎材料。當(dāng)今,世界半導體工業發達已用此坩堝取代了小(xiǎo)的(de)透明石英坩堝。他具有高純(chún)度、耐溫性強、尺寸大精度高、保溫(wēn)性好、節約能源、質(zhì)量穩定等優點;不能和HF接觸,高溫時,極易和苛性堿及堿(jiǎn)金屬的碳酸鹽作用;適於用K2S2O7,KHSO4作熔劑熔融樣(yàng)品和(hé)用(yòng)Na2S207(先在212度烘(hōng)幹)作熔劑處理樣品。
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
瓷坩堝可耐熱1200度左右(yòu),適用(yòng)於K2S207等酸性物(wù)質熔融(róng)樣品,一般不能(néng)用於以Na0H、Na202、Na2CO3等堿性物質作熔劑熔融,以免腐蝕瓷坩堝。瓷坩堝不能和氫氟(fú)酸接觸。瓷坩堝一般可用(yòng)稀HCl煮沸清洗滌。
5、剛玉坩堝
剛玉坩堝(guō)是由多孔熔融(róng)氧化鋁組成,質堅而耐熔。適於用無水Na2C03等一些(xiē)弱堿性物質(zhì)作(zuò)熔(róng)劑熔融樣(yàng)品,不適(shì)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。