实验室用坩埚是用于高温实验、化学分析、材料合成等实验操作的容器,通常由耐高温、耐化学腐蚀的材料制成,能够承受高温熔融、化学反应等极端条件。
一、主要类型与材料
陶瓷坩埚
材料:氧化铝、石英、碳化硅等。
特点:耐高温、化学稳定性好,适用于熔融金属、玻璃等实验。
应用:金属熔炼、高温反应、材料分析。
石墨坩埚
材料:高纯度石墨。
特点:导热性好、耐高温,但不适用于强氧化性环境。
应用:铜、铝等有色金属熔炼,高温实验。
铂金坩埚
材料:铂金(Pt≥99.95%)。
特点:耐高温、化学稳定性极佳,适用于高纯度材料制备。
应用:精密分析、光学玻璃熔炼。
刚玉坩埚
材料:氧化铝(Al₂O₃)。
特点:高硬度、耐高温(熔点约2050℃)。
应用:熔炼高温合金、稀土金属。
石英坩埚
材料:高纯度石英(SiO₂≥99.9%)。
特点:耐高温(1450℃以下)、抗热震性好。
应用:光学玻璃熔炼、半导体单晶硅拉制。
二、应用领域
化学分析
用于熔融样品、灰化处理等,如测定样品中的金属含量。
材料合成
用于高温合成新材料,如陶瓷、金属间化合物等。
热分析实验
如差热分析(DTA)、热重分析(TGA)等,需在高温下测量样品性质变化。
金属熔炼
用于熔融铜、铝等有色金属,或制备合金。
三、技术特点
耐高温性
可承受1000℃以上的高温,部分材料(如石墨、铂金)可承受更高温度。
耐化学腐蚀性
对酸、碱及熔融金属具有抗腐蚀性,避免杂质引入。
热稳定性
热膨胀系数小,抗热震性好,避免高温下开裂。
机械强度
高强度材料(如氧化铝)可承受机械冲击,延长使用寿命。
四、选择依据
实验温度
高温实验(>1600℃)需选择氧化锆、石墨等材料。
化学性质
强酸、强碱环境需选择铂金、刚玉等耐腐蚀材料。
纯度要求
高纯度实验(如半导体)需选择石英、铂金等材料。
成本因素
陶瓷坩埚成本较低,铂金坩埚成本较高,需根据预算选择。
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