德国的氧化铝坩埚(为什么上千度的钢水却融化不了装它的坩埚？坩埚是什么材质的呢？)

Posted 2023-05-26

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根据明朝的《天工开物·五金》中的描述“高炉火中，坩埚足炼”。这是最早记载出现坩埚一词。

铜是古代最早使用的金属，因为比较容易获取，最开始使用木柴来烧铜矿石提炼铜，后来用木炭代替木材，那个时候的熔炉就是在地上挖个坑直接开始烧，后来开始用泥土制作中空的容器，倒入铜矿石粉放入火中烧，这就是最早的坩埚。

坩埚是用以熔化及熔炼金属液体，或者物质化学反应的一种耐火容器，一般形状就好像捣蒜用的捣臼，大部分都是上面大下面小的圆柱体，通过对坩埚进行高温加热来融化一些金属，也是通过加温让一些物质起化学反应的重要工具。

坩埚的种类有很多，铁坩埚，铸铁坩埚，石英坩埚，瓷坩埚，刚玉坩埚，石墨坩埚，碳化硅坩埚，白金坩埚，镍坩埚，金坩埚，银坩埚，比较常见的有石墨坩埚，碳化硅坩埚，铁坩埚，刚玉坩埚

石墨坩埚的主要原料有石墨、碳化硅、硅石、耐火粘土、沥青和焦油等。

以天然鳞片石墨为主体原料，以可塑性耐火粘土或炭质为粘结剂加工而成，具有耐高温、导热性能强、抗腐蚀性能好，使用寿命长等特点。

使用石墨坩埚需要注意一些事项，怕潮湿，怕摔，遇到高温会产生氧化反应，一般使用的时候会涂一层抗氧化涂料，或者是和刚玉坩埚一起搭配使用

碳化硅坩埚

至于为什么坩埚不会熔化

钢材是现代社会不可或缺的材料，遍及我们生活的方方面面，我们经常看到在炼钢厂中，通过一个金属一样的容器来盛装已经熔化的钢水，然后倒入模型中冷却后就成型了，但同样是金属，装钢水的这个容器为什么就不会被熔化呢？

其实这种金属容器是由多层结构组成的，最里面的这一层叫绝缘层，也叫隔热层，此外第二层还有隔温层，这层是将很多种耐高温的材料合在一起做成耐高温合金，比如铝镁层，而最外面的一层才是我们看到的那种普通金属层。

钢水温度经过里面的一层层削弱之后，到了最外面的一层后温度就只有三百多度了，远低于金属熔化的温度，自然也就不会熔化了。

而这种金属容器最里面的那种隔热层就是用的坩埚，它是由石英砂等材料做成的，它能承受达到1700摄氏度都不会熔化，对于那些普通的金属来说熔化温度也才一千多度，钢的熔点也就1500摄氏度左右，因此坩埚是不会发生熔化的。

还有就是在溶解或者盛装金属溶液之前，也需要选择好坩埚的材质，就能避免金属溶液将坩埚熔化，其实金属溶液也会在坩埚内与其发生反应和受到高温烧灼，这些反应和烧灼会让坩埚不断受到侵蚀，坩埚壁的厚度会逐渐变薄，直到最后报废。

而到了现代随着炼钢技术的不断进步，对于坩埚的要求越来越高，它除了要能够满足最基本的盛装铁水之外，它还要承受着在装的过程中铁水的进一步脱氧及合金的作用。

我们看到的坩埚是能承受高温又大还很笨重，表面还沾满了各种物质残渣的容器，但是坩埚是整个金属的熔炼，和一些物质加热后的化学反应过程中不可或缺的重要容器。