熔融玻璃用坩埚
熔融玻璃用的坩埚材质需满足耐高温(≥1500°C)、化学稳定性好、不与玻璃反应等要求。根据当前工业和实验室实践,主流材质包括:
常用坩埚材质及适用场景
材质 | 温度上限 | 特点与适用性 |
---|---|---|
铂金坩埚(Pt) | 1700°C+ | 不与玻璃反应、耐腐蚀、热稳定性极佳,用于高纯度光学玻璃、实验室精密熔融。 |
铂-金合金坩埚(95%Pt+5%Au) | 1700°C+ | 改善铂金脆性,增强抗变形能力,适用于XRF制样、玻璃成分分析。 |
氧化铝坩埚(Al₂O₃,纯度≥99.5%) | 1700°C | 成本低、耐高温,适合工业玻璃熔融、实验室批量使用,但脆性大。 |
石英玻璃坩埚(SiO₂) | 1200°C | 透明、耐腐蚀,适合低温熔融或观察实验,但不适用于1500°C以上。 |
石墨坩埚 | 2000°C+ | 导热快、抗热震,用于还原气氛下玻璃熔融或铸造,但易氧化。 |
⚠️ 注意事项
-
铂金类坩埚:价格昂贵,需避免接触含铅、磷等易合金化元素。
-
石墨坩埚:需惰性气氛保护,避免氧化损耗。
结论
-
高端光学玻璃或精密实验:优先选铂金或铂-金合金坩埚。
-
工业批量熔融:可选用高纯氧化铝坩埚降低成本。
-
低温或观察需求:石英坩埚为经济之选。
坩埚材质 | 最高可承受温度 | 使用要点 |
---|---|---|
高纯石墨 | ≈ 3000 °C |
成本低,导热快,但 >500 °C 即开始氧化,必须真空或惰性气氛
|
高纯钨 | ≈ 3400 °C |
极耐温,氢脆敏感,价格高,同样需真空或惰性气氛
|
-
铂金坩埚:仅能安全用到 ≈ 1750 °C,在 2000 °C 会迅速熔蚀并污染玻璃
-
氧化铝、石英坩埚:最高 1700℃