坩堝是用極耐火的材料(如粘土、石墨、瓷土或較難熔化的金(jīn)屬)所(suǒ)製的(de)器皿或熔化罐。是為(wéi)陶瓷深底的碗狀(zhuàng)容器。當有固體要以大火加熱時,必須使(shǐ)用坩堝,因為它比玻(bō)璃器皿更能承(chéng)受(shòu)高溫。坩堝使(shǐ)用(yòng)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(bù)很小,一般需要架在泥三角上(shàng)才能以火直接加熱。坩堝在鐵三(sān)角架上用正放或斜放皆可,視需求可以自行安置。
坩堝加熱後不可(kě)立刻將其置於冷的金屬桌(zhuō)麵上,以避免它因急劇冷卻而(ér)破裂。也不可立即放在(zài)木質桌麵上,以避免燙壞桌麵(miàn)或(huò)是引起火災。正確的作法為留置在鐵三角架(jià)上自然冷卻,或是放(fàng)在石棉網上令其慢慢冷(lěng)卻,取用(yòng)請通過坩堝鉗。
1、石墨坩堝
在石墨坩堝(guō)中,又有普型石墨坩堝與異型石墨(mò)坩堝及高純石墨坩堝(guō)三種(zhǒng)。各種類型(xíng)的石墨坩堝,由於性能、用途和(hé)使用條件不(bú)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)都有所區別。石墨坩堝的主體原料,是結晶形(xíng)天然石墨。故(gù)它保持著天然右墨原有的各種理化特(tè)性。即:具有良(liáng)好的熱(rè)導性和耐高溫(wēn)性(xìng),在高溫使用過程(chéng)中,熱膨(péng)脹係數(shù)小,對急熱、急冷具有一定抗應變性能。對酸,堿性(xìng)溶液的抗(kàng)腐蝕性較強,具有優良的化學穩定性。
坩堝(guō)的型號規格較多,在(zài)應用(yòng)時(shí)不受生產規模(mó)、批(pī)量大小和熔煉物質品種的限製,可任意選擇,適用(yòng)性較強,並(bìng)可保證被熔(róng)煉物質的純度。
石墨坩堝,因具(jù)有以上優良的(de)性能,所以在冶金、鑄造、機械、化工等工業部門,被廣泛用(yòng)於合金工具(jù)鋼的冶煉和(hé)有(yǒu)色(sè)金屬及其合金的熔煉。並有著較好的技術經濟效果。
坩堝的(de)種類大(dà)體分為三大類:
類煉銅坩堝(guō),其規格“號”;
第二類為煉銅合金坩堝,特圓形有100個號,圓形有100個號(hào);
第(dì)三種(zhǒng)煉鋼用的(de)坩堝,有100個號。
坩堝規格(大(dà)小),通(tōng)常是用順序號大小表示的,1號坩堝具有能熔化1000g 黃(huáng)銅的容積,其(qí)重量為180g。坩堝在熔煉不同金屬或合金時(shí)熔化量計(jì)算,可以坩堝的容重規格號,乘上相應金屬和合金係數。
坩(gān)堝的生產原料,可概括為三大類型:一是結晶質的天(tiān)然石墨,二是(shì)可塑性的耐火,三是經過煆(duàn)燒的硬質(zhì)高嶺土類骨架熟料。
近年來,開始采用耐高溫的合成材料(liào),如:碳化(huà)矽、氧化鋁金(jīn)剛砂及矽鐵等做坩堝的骨架熟料。這種熟料(liào)對提高(gāo)坩堝產品質量,增強坩堝密度和機械強度有著顯(xiǎn)著效果。
2、鎳坩堝 適用於(yú)NaOH Na2O2、Na2CO3 NaHCO3以及含有有KNO3的堿(jiǎn)性溶劑熔融樣品,不(bú)適用於(yú)KHSO4或NaHS04、K2S2O7或(huò)Na2S2O7等酸性溶劑以及含硫的堿性硫化物熔(róng)劑熔融樣品。
3、石(shí)英坩堝
可在(zài)1450度以下使用,分透明和(hé)不透明兩種。用電弧(hú)法製(zhì)的(de)半透明石英坩堝是拉製大直徑單晶矽,發展大規模集成電路(lù)必不可少的基礎材料。當(dāng)今,世界半導體工業發達已(yǐ)用(yòng)此坩堝取代了小的透明(míng)石英坩堝。他具有高純度、耐溫性強(qiáng)、尺寸(cùn)大精度高、保溫性好(hǎo)、節約能源、質量穩定等優點;不能和HF接(jiē)觸,高溫時,極易和苛性(xìng)堿及堿(jiǎn)金(jīn)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度烘幹)作熔劑處(chù)理樣品。
石英質脆,易(yì)破,使用時要注意,除HF外(wài),普通稀無機酸(suān)可用(yòng)作清(qīng)洗液。
4、瓷坩堝
瓷坩(gān)堝可耐熱1200度(dù)左右,適用於K2S207等酸性物(wù)質(zhì)熔融樣品,一般不能用於以Na0H、Na202、Na2CO3等堿性物質作(zuò)熔劑熔融,以免(miǎn)腐蝕瓷坩堝。瓷坩堝不(bú)能和氫氟酸接觸。瓷坩堝(guō)一般可用稀HCl煮沸(fèi)清洗滌。
5、剛(gāng)玉坩堝
剛玉坩堝是由多孔熔融氧化鋁組成(chéng),質堅而耐熔。適於用無水Na2C03等一些(xiē)弱堿性物質作熔劑熔融樣品,不適於(yú)用Na 202、NaOH等(děng)強堿性物質和酸性(xìng)物質(zhì)作熔劑(如K2S 207等)熔融樣。
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