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真空熔煉中金屬與耐火材料的作用真空熔煉中，由于高溫、低壓條件。坩堝材料可能與熔池中活潑元素作用，使合金增氧，這就是所謂的“坩堝反應(yīng)"。

• 中文名

• 坩堝反應(yīng)

• 外文名

• Crucible reaction

• 學(xué) 科

• 冶金工程

• 領(lǐng) 域

• 冶煉

• 范 圍

• 能源

• 應(yīng) 用

• 真空熔煉

坩堝反應(yīng)簡(jiǎn)介

真空熔煉中金屬與耐火材料的作用真空熔煉中，由于高溫、低壓條件。坩堝材料可能與熔池中活潑元素作用，使合金增氧，這就是所謂的“坩堝反應(yīng)" [1] 。

坩堝反應(yīng)鎂砂坩堝

以真空感應(yīng)熔煉常用的鎂砂坩堝為例，坩堝反應(yīng)可用下式表達(dá)：

MgO固+[Me]=[Mg]+[MeO]

還可能發(fā)生：

MgO+[C]=[Mg]+[CO]反應(yīng)，使?fàn)t襯受到損害。

因此對(duì)于使用耐火材料的真空感應(yīng)熔煉，必須選擇合理的熔煉工藝制度，既要充分利用碳的脫氧能力，又要避免過(guò)度的坩堝反應(yīng)，以保證合金中的氧含量 [2] 。

坩堝反應(yīng)鐵坩堝

在熔融NaOH等強(qiáng)堿性物質(zhì)時(shí)會(huì)用到鐵坩堝，但因易生銹和氧化等問(wèn)題，使用并不廣泛，仍然以不活潑金屬坩堝為主 [3] 。

坩堝反應(yīng)鑄鐵坩堝

是生鐵翻鑄而成，用于熔化鋁合金、鋅合金、鉛合金、錫合金、銻合金等金屬的皿器，比鐵坩堝更加耐用 [1] 。

坩堝反應(yīng)石英坩堝

1.石英坩堝可在1650度以下使用，分透明和不透明兩種。用電弧法制的半透明石英坩堝是拉制大直徑單晶硅，是發(fā)展大規(guī)模集成電路的基礎(chǔ)材料。當(dāng)今，世界半導(dǎo)體工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已用此坩堝取代了小的透明石英坩堝。它具有高純度、耐溫性強(qiáng)、尺寸大、精度高、保溫性好、節(jié)約能源、質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。

2.不能和HF接觸，高溫時(shí)，極易和苛性堿及堿金屬的碳酸鹽反應(yīng)。

3.石英坩堝適于用K2S2O7，KHSO4作熔劑熔融栟品和用Na2S2O7（先在212度烘干）作熔劑處理樣品。

4.石英質(zhì)脆，易破破，使用時(shí)要注意。

5.除HF外，普通稀無(wú)機(jī)酸可用作清冼液 [2] 。

坩堝反應(yīng)瓷坩堝

1.可耐熱1200度左右使用

2.適用于K2S2O7等酸性物質(zhì)熔融樣品。

3.一般不能用于以NaOH、Na2O2、Na2CO3等堿性物質(zhì)作熔劑熔隔融，以免腐蝕瓷坩堝。瓷坩堝不能和氫氟酸接觸。

4.瓷坩堝一般可用煮沸清洗滌 [1] 。

坩堝反應(yīng)石墨坩堝

石墨坩堝的主體原料，是結(jié)晶形天然石墨。故它保持著天然石墨原有的各種理化特性。石墨坩堝具有良好的熱導(dǎo)性和耐高溫性，在高溫使用過(guò)程中，熱膨脹系數(shù)小，對(duì)急熱、急冷具有一定抗應(yīng)變性能。對(duì)酸，堿性溶液的抗腐蝕性鉸強(qiáng)，具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性。

石墨坩堝，因具有以上優(yōu)良的性能，所以在冶金、鑄造、機(jī)械、化工等工業(yè)業(yè)部門(mén)，被廣泛用于合金工具鋼的冶煉和有色金屬及其合金的容煉。并有著較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果 [3] 。

坩堝反應(yīng)碳化硅坩堝

碳化硅坩堝為一陶瓷深底的碗狀容器。當(dāng)有固體要以大火加熱時(shí)，就必須使用坩堝。因?yàn)樗炔Ａ髅蟾艹惺芨邷?。坩堝使用時(shí)通常不會(huì)把熔化的東西放的太滿(mǎn)，以防止受熱物跳岀，并讓空氣能自由進(jìn)出以進(jìn)行可能的氧化反應(yīng)。坩堝因其底部很小，一般需要架在泥三角上オ能以火直接加熱。坩堝在鐵三角架上用正放或斜放皆可，視實(shí)驗(yàn)的需求可以自行安置。坩堝加熱后不可立刻將其置于冷的金屬桌面上，以避免它因急劇冷卻而破裂。也不可立即放在木質(zhì)桌面上，以避免燙壞桌面或是引起火災(zāi)。