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什麽是「坩堝」,上千度的鋼水都無法熔化它,這到底是個啥材料

2024-03-08科學

前言。

不知道為啥,最近特別想知道一個問題,很多大佬都在影片裏面用,看起來非常厲害,但是燒上幾千度甚至上萬度的鋼水都燒不壞,這到底是什麽玩意?

一番查證之下才知道,這玩意兒只不過是一個古老的工具,坩堝。

一、坩堝到底是什麽東西?

坩堝,又名竈臼、井壺。

一種抗高溫耐燒蝕的容器,用於盛放金屬或其他材料,在高溫環境下進行熔化、燃燒或燒結等過程。

從古至今,在煉金術,陶藝,冶金等領域均有套用,可謂是十分古老且重要的一種器具。

其實坩堝不僅是一種器具,它所指代的還有一種專業。

就是早期煉金術士所研究的一門學科,借助坩堝這種器具進行物質的分離、提純和轉化等操作。

隨著科學技術的進步和發展,煉金術逐漸演變為如今的化學,而坩堝也在不斷的前進演化和改良。

坩堝大都為圓柱體或圓錐體,壁厚腳底,

用防火、耐熱的材料制成。

而熔點高、硬度大、導熱率低的材料成為最佳選擇。

它能夠承受最高2700攝氏度的高溫,且在此溫度下可連續工作,被譽為稅溫工作的「神器」。

坩堝的形狀和尺寸各異,根據所要進行的工藝或操作選擇不同的形狀和大小。

大容量坩堝常用於冶煉熔煉金屬,小型坩堝則用於化驗。

目前市面上最大的坩堝可容納幾噸的物料,最小的只有微型坩堝。

坩堝的材質和用途也多種多樣,如陶瓷坩堝、石墨坩堝、石英坩堝、硼矽坩堝等。

除了在冶金、陶藝、實驗室等領域有不可替代的地位,坩堝也常出現在文學和藝術作品中。

它不僅是一種工具,更是一種象征,代表著變革和轉化的力量,被譽為「煉金術士的神器」。

它過去曾被用來尋找黃金和長生不死的秘方,現在則象征著人類對科學技術的不斷追求和創新。

無論是古往今來的故事,還是當下工業科技的發展,坩堝都是一個不可或缺的角色,其重要性和意義不言而喻。

二、坩堝的種類和材料。

經歷了幾千年的發展,坩堝已經有多種不同的種類和材質,每一種都有著自己的獨特特點和適用範圍。

石墨坩堝。

石墨坩堝是使用較早的一種坩堝,這種坩堝用天然石墨礦石制成,具有良好的導熱效能,能夠均勻加熱物料。

石墨坩堝不僅耐高溫,還具有良好的酸堿抗腐蝕性,適用於冶金、化工、燒結、分析測試等領域。

材質純度高的石墨坩堝甚至可在氧氣氣氛中使用,制備高純度材料。

石墨坩堝的熔點約為3652攝氏度,並且在高溫下不易軟化,所以它常用於熔煉鐵、鋼、合金等金屬材料,承受高溫腐蝕性物質的侵蝕。

因此,石墨坩堝被譽為「坩堝之王」。

石墨坩堝的價格相對較低,制作過程簡單,且材料易於加工成各種形狀和尺寸的坩堝,因此廣受冶煉、化工、實驗室等領域的人們喜愛。

石墨坩堝除了天然石墨制成外,還有人工石墨坩堝,這種坩堝的熔點比天然石墨更高,耐腐蝕性更強,可在更苛刻的工況下使用,適用於制備高純度材料和特殊合金。

石墨坩堝有著良好的導熱效能,能夠快速均勻地加熱物料,使其在熔化和反應過程中得到充分混合。

另外,石墨坩堝還可以透過表面塗層等方式進行特殊處理,提高其抗氧化效能和耐高溫效能。

這種坩堝廣泛套用於實驗室、化工、冶煉等領域,是一種效能可靠、使用壽命長的耐火材料容器。

石墨坩堝的另一個優點是易於加工制作,可以制成各種形狀和尺寸的坩堝,以適應不同工藝和操作要求。

石墨坩堝透過特殊的制作工藝和材料配方,能夠滿足不同行業和領域的需求,是一種十分重要的產業。

石墨坩堝一方面在冶煉行業中用於熔煉金屬、合金、陶瓷等材料,另一方面在化工領域中用於制備化合物、催化劑等產品,還廣泛套用於實驗室、儀器器材制造、電子元器件生產等領域。

石英坩堝。

石英坩堝是一種采用石英玻璃制成的耐火材料容器,主要用於化學分析、熔融樣品制備和實驗室研究等領域。

它具有高溫抗腐蝕、透明清晰、潔凈無害等特點,在熔融和觀察樣品過程中非常實用。

石英坩堝的熔點高達1710攝氏度,能夠承受高溫下物料的熔融和反應過程。

它不僅具有優良的耐高溫效能,還具有優秀的化學穩定性,不會受到常見酸堿溶液的侵蝕。

石英坩堝一般分為透明和不透明兩種類別,透明坩堝適用於觀察熔融樣品和拉長單晶等操作,而不透明坩堝則用於常規熔融樣品制備和分析操作。

石英坩堝不僅能夠承受高溫,還具有優良的化學穩定性,不會受到酸堿溶液的侵蝕。

這使得石英坩堝在化學分析、實驗室研究、熔融樣品制備、金屬檢測等領域得到廣泛套用。

目前,生產工藝的不斷改進和發展,已經可以制造出高效能、高精度的石英坩堝產品,為科學研究和實驗室分析提供了可靠的工具和器材。

瓷坩堝。

瓷坩堝是一種采用陶瓷材料制成的容器,主要用於實驗室、化學分析和熔融樣品制備等工作。

它具有優良的耐火效能和耐腐蝕效能,能夠承受高溫下樣品的熔融和反應過程。

瓷坩堝通常由瓷土、石英砂、長石粉等原料制成,經過成型、幹燥、燒結等工藝制作而成。

由於其材料成本低廉,且制作工藝簡單,所以瓷坩堝價格較為便宜,是一種性價比較高的實驗室用具。

瓷坩堝的熔點一般約在1300攝氏度左右,耐酸堿腐蝕,適用於常規的實驗室工作。

它不僅可以用於幹燥和加熱樣品,還可以用於熔融物料和制備化合物等工作。

瓷坩堝主要用於實驗室研究、教學實驗、化學分析、熔融樣品制備、微量分析等工作,是一種非常常見且重要的實驗室器材。

剛玉坩堝。

剛玉坩堝是一種高效能的耐火材料容器,主要用於高溫下熔融和反應樣品,適用於常規實驗室工作和特殊工業生產環境。

它具有極高的熔點和抗腐蝕效能,能夠承受高溫下強酸堿和腐蝕性物質的侵蝕。

剛玉坩堝通常由多孔氧化鋁等材料制成,具有非常高的熔點和硬度。

它不僅能夠承受高溫下物料的熔融和反應過程,還能夠抵抗強酸堿的侵蝕,是一種耐腐蝕的容器。

剛玉坩堝主要用於實驗室研究、化學分析、熔融樣品制備、金屬熔化等工作,在這些過程中起到承載和保護樣品的作用。

這些坩堝的選擇取決於工作溫度、反應環境、樣品性質和操作要求等因素,目前市面上已經有很多不同材質、不同規格的坩堝供人們選擇。

另外,除了這些常見的坩堝外,還有硼矽坩堝、鎳坩堝、陶瓷復合坩堝等多種不同材質和復合材料制成的坩堝,可以滿足不同領域和工藝要求。

隨著科技的不斷發展,坩堝的效能和工藝也在不斷改進和提高,為人類的工作和生活帶來了更多便利和可能。

它在材料工程領域套用廣泛,

不僅是一種耐火材料、制備材料和裝備材料的重要工具,還是一種促前進演化學反應、生產過程和科學研究的關鍵器材。

坩堝在工業生產、科學研究、實驗室測試、教學實驗等眾多領域發揮著重要作用,為人類創新和發展提供了堅實基礎和有力支持。

三、坩堝有多重要?

坩堝是什麽東西?

它有什麽用?似乎對很多人來說,這玩意兒的概念略顯陌生,但作為冶金、化工、實驗室裏必不可少的器具,它背後的故事和價值卻是難以想象的重要。

從古至今,坩堝一直陪伴著人們走過歲月,無論是古代煉金術士尋求長生不死的夢想,還是現代工業領域鋼鐵俠鑄劍打炮的操作,坩堝都是必不可缺的神器。

它伴隨人們戰國時期鑄劍造甲、燃燒瓷器創造工藝、煉金術士尋找長生不死之草、工業革命下鐵路鋼橋快速發展,到如今在化工領域合成氨、煉油、催化劑等操作,你能發現坩堝的身影。

無論工藝如何演變,無論時代如何更叠,煉金術、陶瓷、冶煉工藝、化學合成、金屬熔化等操作,總是離不開坩堝這神器。

想必也正是因為在高溫下長時間工作,坩堝依舊堅不可摧,它才有了「燒不壞」的美譽。

如今,隨著科技的進步和發展,人們也創造出了各種新型坩堝,如氧化鋯坩堝、氮化矽坩堝、碳化矽坩堝等,它們不僅具有傳統坩堝的耐高溫、抗腐蝕等優良特性,還具有更高的耐磨損、耐熱震穩定性等特點,可滿足不同工藝、不同環境下的使用要求。