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"。

• 中文名

• 坩堝反應

• 外文名

• Crucible reaction

• 學 科

• 冶金工程

• 領 域

• 冶煉

• 范 圍

• 能源

• 應 用

• 真空熔煉

坩堝反應簡介

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" [1] 。

坩堝反應鎂砂坩堝

以真空感應熔煉常用的鎂砂坩堝為例，坩堝反應可用下式表達：

MgO固+[Me]=[Mg]+[MeO]

還可能發生：

MgO+[C]=[Mg]+[CO]反應，使爐襯受到損害。

因此對于使用耐火材料的真空感應熔煉，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，又要避免過度的坩堝反應，以保證合金中的氧含量 [2] 。

坩堝反應鐵坩堝

在熔融NaOH等強堿性物質時會用到鐵坩堝，但因易生銹和氧化等問題，使用并不廣泛，仍然以不活潑金屬坩堝為主 [3] 。

坩堝反應鑄鐵坩堝

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，是發展大規模集成電路的基礎材料。當今，世界半導體工業發達國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、尺寸大、精度高、保溫性好、節約能源、質量穩定等優點。

2.不能和HF接觸，高溫時，極易和苛性堿及堿金屬的碳酸鹽反應。

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.石英質脆，易破破，使用時要注意。

5.除HF外，普通稀無機酸可用作清冼液 [2] 。

坩堝反應瓷坩堝

1.可耐熱1200度左右使用

2.適用于K2S2O7等酸性物質熔融樣品。

3.一般不能用于以NaOH、Na2O2、Na2CO3等堿性物質作熔劑熔隔融，以免腐蝕瓷坩堝。瓷坩堝不能和*接觸。

4.瓷坩堝一般可用煮沸清洗滌 [1] 。

坩堝反應石墨坩堝

石墨坩堝的主體原料，是結晶形天然石墨。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性和耐高溫性，在高溫使用過程中，熱膨脹系數小，對急熱、急冷具有一定抗應變性能。對酸，堿性溶液的抗腐蝕性鉸強，具有優良的化學穩定性。

石墨坩堝，因具有以上優良的性能，所以在冶金、鑄造、機械、化工等工業業部門，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。并有著較好的技術經濟效果 [3] 。

坩堝反應碳化硅坩堝

碳化硅坩堝為一陶瓷深底的碗狀容器。當有固體要以大火加熱時，就必須使用坩堝。因為它比玻璃器皿更能承受高溫。坩堝使用時通常不會把熔化的東西放的太滿，以防止受熱物跳岀，并讓空氣能自由進出以進行可能的氧化反應。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，視實驗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桌面上，以避免燙壞桌面或是引起火災。