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什么是「坩埚」,上千度的钢水都无法熔化它,这到底是个啥材料

2024-03-08科学

前言。

不知道为啥,最近特别想知道一个问题,很多大佬都在视频里面用,看起来非常厉害,但是烧上几千度甚至上万度的钢水都烧不坏,这到底是什么玩意?

一番查证之下才知道,这玩意儿只不过是一个古老的工具,坩埚。

一、坩埚到底是什么东西?

坩埚,又名灶臼、井壶。

一种抗高温耐烧蚀的容器,用于盛放金属或其他材料,在高温环境下进行熔化、燃烧或烧结等过程。

从古至今,在炼金术,陶艺,冶金等领域均有应用,可谓是十分古老且重要的一种器具。

其实坩埚不仅是一种器具,它所指代的还有一种专业。

就是早期炼金术士所研究的一门学科,借助坩埚这种器具进行物质的分离、提纯和转化等操作。

随着科学技术的进步和发展,炼金术逐渐演变为如今的化学,而坩埚也在不断的进化和改良。

坩埚大都为圆柱体或圆锥体,壁厚脚底,

用防火、耐热的材料制成。

而熔点高、硬度大、导热率低的材料成为最佳选择。

它能够承受最高2700摄氏度的高温,且在此温度下可连续工作,被誉为税温工作的「神器」。

坩埚的形状和尺寸各异,根据所要进行的工艺或操作选择不同的形状和大小。

大容量坩埚常用于冶炼熔炼金属,小型坩埚则用于化验。

目前市面上最大的坩埚可容纳几吨的物料,最小的只有微型坩埚。

坩埚的材质和用途也多种多样,如陶瓷坩埚、石墨坩埚、石英坩埚、硼硅坩埚等。

除了在冶金、陶艺、实验室等领域有不可替代的地位,坩埚也常出现在文学和艺术作品中。

它不仅是一种工具,更是一种象征,代表着变革和转化的力量,被誉为「炼金术士的神器」。

它过去曾被用来寻找黄金和长生不死的秘方,现在则象征着人类对科学技术的不断追求和创新。

无论是古往今来的故事,还是当下工业科技的发展,坩埚都是一个不可或缺的角色,其重要性和意义不言而喻。

二、坩埚的种类和材料。

经历了几千年的发展,坩埚已经有多种不同的种类和材质,每一种都有着自己的独特特点和适用范围。

石墨坩埚。

石墨坩埚是使用较早的一种坩埚,这种坩埚用天然石墨矿石制成,具有良好的导热性能,能够均匀加热物料。

石墨坩埚不仅耐高温,还具有良好的酸碱抗腐蚀性,适用于冶金、化工、烧结、分析测试等领域。

材质纯度高的石墨坩埚甚至可在氧气气氛中使用,制备高纯度材料。

石墨坩埚的熔点约为3652摄氏度,并且在高温下不易软化,所以它常用于熔炼铁、钢、合金等金属材料,承受高温腐蚀性物质的侵蚀。

因此,石墨坩埚被誉为「坩埚之王」。

石墨坩埚的价格相对较低,制作过程简单,且材料易于加工成各种形状和尺寸的坩埚,因此广受冶炼、化工、实验室等领域的人们喜爱。

石墨坩埚除了天然石墨制成外,还有人工石墨坩埚,这种坩埚的熔点比天然石墨更高,耐腐蚀性更强,可在更苛刻的工况下使用,适用于制备高纯度材料和特殊合金。

石墨坩埚有着良好的导热性能,能够快速均匀地加热物料,使其在熔化和反应过程中得到充分混合。

另外,石墨坩埚还可以通过表面涂层等方式进行特殊处理,提高其抗氧化性能和耐高温性能。

这种坩埚广泛应用于实验室、化工、冶炼等领域,是一种性能可靠、使用寿命长的耐火材料容器。

石墨坩埚的另一个优点是易于加工制作,可以制成各种形状和尺寸的坩埚,以适应不同工艺和操作要求。

石墨坩埚通过特殊的制作工艺和材料配方,能够满足不同行业和领域的需求,是一种十分重要的产业。

石墨坩埚一方面在冶炼行业中用于熔炼金属、合金、陶瓷等材料,另一方面在化工领域中用于制备化合物、催化剂等产品,还广泛应用于实验室、仪器设备制造、电子元器件生产等领域。

石英坩埚。

石英坩埚是一种采用石英玻璃制成的耐火材料容器,主要用于化学分析、熔融样品制备和实验室研究等领域。

它具有高温抗腐蚀、透明清晰、洁净无害等特点,在熔融和观察样品过程中非常实用。

石英坩埚的熔点高达1710摄氏度,能够承受高温下物料的熔融和反应过程。

它不仅具有优良的耐高温性能,还具有优秀的化学稳定性,不会受到常见酸碱溶液的侵蚀。

石英坩埚一般分为透明和不透明两种类型,透明坩埚适用于观察熔融样品和拉长单晶等操作,而不透明坩埚则用于常规熔融样品制备和分析操作。

石英坩埚不仅能够承受高温,还具有优良的化学稳定性,不会受到酸碱溶液的侵蚀。

这使得石英坩埚在化学分析、实验室研究、熔融样品制备、金属检测等领域得到广泛应用。

目前,生产工艺的不断改进和发展,已经可以制造出高性能、高精度的石英坩埚产品,为科学研究和实验室分析提供了可靠的工具和设备。

瓷坩埚。

瓷坩埚是一种采用陶瓷材料制成的容器,主要用于实验室、化学分析和熔融样品制备等工作。

它具有优良的耐火性能和耐腐蚀性能,能够承受高温下样品的熔融和反应过程。

瓷坩埚通常由瓷土、石英砂、长石粉等原料制成,经过成型、干燥、烧结等工艺制作而成。

由于其材料成本低廉,且制作工艺简单,所以瓷坩埚价格较为便宜,是一种性价比较高的实验室用具。

瓷坩埚的熔点一般约在1300摄氏度左右,耐酸碱腐蚀,适用于常规的实验室工作。

它不仅可以用于干燥和加热样品,还可以用于熔融物料和制备化合物等工作。

瓷坩埚主要用于实验室研究、教学实验、化学分析、熔融样品制备、微量分析等工作,是一种非常常见且重要的实验室器材。

刚玉坩埚。

刚玉坩埚是一种高性能的耐火材料容器,主要用于高温下熔融和反应样品,适用于常规实验室工作和特殊工业生产环境。

它具有极高的熔点和抗腐蚀性能,能够承受高温下强酸碱和腐蚀性物质的侵蚀。

刚玉坩埚通常由多孔氧化铝等材料制成,具有非常高的熔点和硬度。

它不仅能够承受高温下物料的熔融和反应过程,还能够抵抗强酸碱的侵蚀,是一种耐腐蚀的容器。

刚玉坩埚主要用于实验室研究、化学分析、熔融样品制备、金属熔化等工作,在这些过程中起到承载和保护样品的作用。

这些坩埚的选择取决于工作温度、反应环境、样品性质和操作要求等因素,目前市面上已经有很多不同材质、不同规格的坩埚供人们选择。

另外,除了这些常见的坩埚外,还有硼硅坩埚、镍坩埚、陶瓷复合坩埚等多种不同材质和复合材料制成的坩埚,可以满足不同领域和工艺要求。

随着科技的不断发展,坩埚的性能和工艺也在不断改进和提高,为人类的工作和生活带来了更多便利和可能。

它在材料工程领域应用广泛,

不仅是一种耐火材料、制备材料和装备材料的重要工具,还是一种促进化学反应、生产过程和科学研究的关键设备。

坩埚在工业生产、科学研究、实验室测试、教学实验等众多领域发挥着重要作用,为人类创新和发展提供了坚实基础和有力支持。

三、坩埚有多重要?

坩埚是什么东西?

它有什么用?似乎对很多人来说,这玩意儿的概念略显陌生,但作为冶金、化工、实验室里必不可少的器具,它背后的故事和价值却是难以想象的重要。

从古至今,坩埚一直陪伴着人们走过岁月,无论是古代炼金术士寻求长生不死的梦想,还是现代工业领域钢铁侠铸剑打炮的操作,坩埚都是必不可缺的神器。

它伴随人们战国时期铸剑造甲、燃烧瓷器创造工艺、炼金术士寻找长生不死之草、工业革命下铁路钢桥快速发展,到如今在化工领域合成氨、炼油、催化剂等操作,你能发现坩埚的身影。

无论工艺如何演变,无论时代如何更迭,炼金术、陶瓷、冶炼工艺、化学合成、金属熔化等操作,总是离不开坩埚这神器。

想必也正是因为在高温下长时间工作,坩埚依旧坚不可摧,它才有了「烧不坏」的美誉。

如今,随着科技的进步和发展,人们也创造出了各种新型坩埚,如氧化锆坩埚、氮化硅坩埚、碳化硅坩埚等,它们不仅具有传统坩埚的耐高温、抗腐蚀等优良特性,还具有更高的耐磨损、耐热震稳定性等特点,可满足不同工艺、不同环境下的使用要求。