“坩埚”这个古老器皿延续了人类与火的交往,见证了人类对火的驯化过程。
在长久、密切的关联下,人类不断尝试对火进行“驯化”,从火种开始变为制作熊熊火焰,率先为人类提供了生活、驱赶恶灵、照明与取暖的光亮和热量。
而随着时间的流逝,坩埚作为一个重要的器皿,逐渐成为人们研究或创造新事物的“洞窟”,也为人类的创造提供了可以逃逸的极限。
虽然在如此高温的环境中,坩埚又是什么做的?
凭什么能承受上千度的高温铁水熔汇不了它?
它和人类的关系,就要从石器时代说起。
在石器时代,因为人类还没掌握金属冶炼的技巧,所以能用的器皿有限,只能使用石器和陶器进行工具的制作,同时也制作一些做饭用的陶器皿,进行一些食物的加工。
等人类進入青銅时代,随着金属冶炼技术的進步,坩埚作為金属冶炼的重要器皿,逐渐开始在人们的日常生活和工作中起着重要的作用,進而發揮著不可替代的作用。
早期的坩埚一般都是小巧的圆筒造型,主要用來熔化黄铜和青铜,并且人们会在坩埚上雕刻各种装饰花纹,也有用来祭祀的。
在人类社会的發展需要,坩埚作为一种重要的器皿,人們在進行冶炼、材料提取、化學反應控制、輔助鍛造,甚至進行炼丹实驗時,都需要進行使用,所以可以說,坩埚在古代曾經有過點亮人們機智的歷史。
隨著時代的發展,坩埚在科學實驗和各個方面上有著很大應用,作為人類發現和創造的“態度”的象徵,並且在今天還有著重要的作用,所以,可以說“历史上到處都有坩埚的身影”。

在坩埚這塊業,人類提出了許多各種各樣的要求,所以製造坩埚的材料就需要具有耐高溫,透氣性強,高折射率,耐腐蝕,耐磨損等結構強度和化學性質方面的要求。
和其他工業產品一樣,坩埚材料也進行了很多進化,為了符合人們日益增長的要求,同時也為坩埚的研究與發展提供了一個很大的空間。
隨著人們對金屬冶煉的不斷探索,坩埚在金屬冶煉業中也逐漸顯露出它的重要性,同時也為人們的生活和工作帶來了很多方便,所以可以說“坩埚和人類的關係,只能說得上是前世今生有緣”。
二、不同材质的坩埚。通常來說,坩埚的材料有很多種,比如金屬、石墨、陶瓷等,根據造價的材料質地不同,我們可以分為:耐火材料、耐腐蝕材料、耐磨材料。
根據這些特點,就可以更好地滿足人們進行金屬冶煉、化學反應等方面的需要了。
1、石墨坩埚。
泛指由粉末狀或碎屑狀的石墨制成的器皿,可以用來裝物質,石墨坩埚又可以分為普通石墨坩埚和靜電軀坩埚兩種類型。
因為石墨比青銅和黄銅的熔點要高,所以石墨坩埚在金屬冶炼的時候人們會選擇使用,同時石墨坩埚在工作中也有着很好的耐高溫性能。
但是也不是所有的石墨都能用來製造坩埚,通常在製造石墨坩埚的時候都是選擇天然石墨,因為它具有石墨晶體的結構,同時還具有很好的耐腐蝕性能,不會受熱膨脹,使石墨坩埚能在熔煉過程中承受高溫為人們提供更多便利。
在進行金屬冶煉的時候,人們會將黃銅和青銅裝入坩埚進行熔煉,等熔點達到一定的溫度,就可以將人們所需要的金屬物質決出來,以滿足需求。
石墨坩埚的主要成分有三種,分別是碳、灰分和挥发分,其中碳和灰分的含量遠超過其他兩種,所以石墨坩埚的主要成分是碳和灰分,同時還含有少量的挥發組分。
而石墨坩埚的性能就是由這三種成分來控制,同時在製造的過程中還要將它們控制在一定的範圍。
石墨坩埚在製造的時候,會將碳粉和黏土均勻地混合在一起,然後填充在石模中,將它們燒結後就可以得出我們需要的坩埚了。
石墨坩埚和其它坩埚相比,具有更好的耐高溫和耐腐蝕性能,這也是人們在金屬冶煉過程中選擇使用石墨坩埚的原因。
2、陶瓷坩埚。
陶瓷坩埚是從耐火黃土,經過成型制備,然後到高溫燒結而成的一種耐熱、耐腐蝕的坩埚器,其成分主要是由硅酸鹽等組成的。
陶瓷坩埚具有高的耐高溫性能,可以承受1500度左右的高溫,所以陶瓷坩埚在化學實驗室中有著很好的應用,在進行一些高溫實驗的時候也能發揮很好的效果。
陶瓷坩埚主要是由礦石原料選擇還原性輕質粘土,然後經過搗碎、混合、成型等過程,經過高溫燒製後得出我們所需要的坩埚。
陶瓷坩埚的制作過程相對比較簡單,所以造價也比較便宜,在工作中有著很好的性價比,所以也被廣泛應用在人們的日常生活中。
陶瓷坩埚除了在化學實驗,還用在炼丹活動中,同時還可以用在燒紙錢等方面,所以,陶瓷坩埚有著很廣泛的應用範圍。
3、金屬坩埚。
金屬坩埚是用來裝金屬液體和金屬固體的一種容器,在進行“鑄造”等方面有著很好的應用。
金屬坩埚主要是用來容納液態金屬物質,同時還能穩固地將小的金屬物質固體裝入其中,方便我們使用。
通常在進行鑄造的時候,會在中間裝石墨坩埚,然後再將人們所需要的金屬物質裝進坩埚中,當坩埚的熔點達到了一定的溫度,就能將金屬物質裝出來,所以坩埚在金屬冶炼過程有著很重要的作用。
1、耐火黏土。
所謂耐火黃土,是指高溫時能保持其物理性能不發生變化的物質,同時還要有很好的耐火性能,這樣才能製造出坩埚。
耐火黃土是由高純度的鋁質材料組成的,鋁和硅等成分占了大部分,同時還需要有一些具有柔軟性的礦石原料,用來填補和粘合其他物質,進行結合,形成坩埚。
耐火黃土一般是用高純度的礦石原料,經過氧化、鉀化等化學反應,然後再進行膨脹,得到一定的體積後,就可以用來製作坩埚了,同時,在進行使用的時候可以根據物質的溫度來提前進行燒結,保證在使用過程中不會出現問題,從而保證工作的進行。
2、烧结黏土。
所謂燒結黏土,是指在高溫下,能將複雜的礦石成分燒結在一起,形成坩埚。
燒結黏土主要由球粒狀的煤灰和經過磨粉處理的礦石原料組成,並且還有一定的粘度,這樣在製作過程中才能夠很好地粘合在一起。
黃土的成型過程較簡單,主要是由粉狀成分和礦石原料進行混合,然後再進行成型和燒結,就能夠得到坩埚了,同時也能夠根據使…