冷坩埚方法及其应用
坩埚用途及注意事项
坩埚用途及注意事项一、坩埚的定义和种类1. 坩埚的定义坩埚是一种用于承载和加热材料的容器，常用于实验室、工业等领域。
它通常由耐高温材料如石英、陶瓷等制成，具有较高的耐热性能。
2. 坩埚的种类•石英坩埚：由高纯度的石英材料制成，具有优异的耐高温性能和化学稳定性。
•陶瓷坩埚：由陶瓷材料制成，适用于高温反应和腐蚀性物质的加热。
•炼金坩埚：用于金属的冶炼和提纯，通常由耐火材料制成。
二、坩埚的用途1. 实验室应用•加热实验：坩埚可以承载和加热实验样品，用于化学合成、催化剂活性测试等。
•陶瓷工艺：陶瓷艺术家使用坩埚进行陶瓷烧制，使得陶瓷材料达到所需的硬度和颜色。
•重量测定：坩埚常用于测量固体样品的重量，通过减去空坩埚的重量来得到净样品的质量。
2. 工业应用•冶金行业：坩埚广泛用于金属冶炼、铸造和熔炼过程中，承载和加热金属原料。
•玻璃工业：坩埚用于制造玻璃制品，如玻璃瓶、玻璃器皿等。
•化学工业：坩埚在化学工业中扮演重要角色，用于合成、炼制和处理化学物质。
3. 其他应用•医疗领域：坩埚可用于制备医疗材料、药品等。
•学校教学：坩埚在化学实验教学中被广泛使用，帮助学生了解材料的属性和反应过程。
三、坩埚的注意事项1. 坩埚的预处理在使用坩埚之前，应进行预处理以提高使用寿命和避免样品污染。
预处理包括清洗和烘干，以确保坩埚表面无杂质和水分。
2. 温度控制坩埚在加热过程中应注意温度控制，避免产生超温和高温脆化等情况。
选择适当的加热方式和温度范围，以保护坩埚并确保材料的加热效果。
3. 防止化学反应根据实验需要，选择合适的材料制成的坩埚，避免留下化学反应产物或被反应物腐蚀。
4. 坩埚的使用寿命坩埚的使用寿命有限，经常使用和高温加热会导致坩埚老化。
定期检查坩埚的表面和结构，及时更换磨损或破损的坩埚，以确保实验结果的准确性和安全性。
5. 坩埚的贮存和保养长期不使用的坩埚应妥善贮存，避免碰撞和损坏。
在贮存过程中，应注意避免水分和腐蚀性物质的侵入，以保持坩埚的良好状态。
坩埚的分类及用法
坩埚的分类及用法坩埚，是以结晶形天然石墨为主体原料，可塑性耐火粘土作粘结剂，经与不同类型熟料配合而制成的主要应用于冶炼特种合金钢、熔化有色金属及其合金的耐火石墨坩埚。
就产品的性能、用途而言，石墨坩埚是耐火材料的一个组成部分。
坩埚可分为石墨坩埚、粘土坩埚和金属坩埚三大类。
在石墨坩埚中，又有普型石墨坩埚与异型石墨坩埚及高纯石墨坩埚三种。
各种类型的石墨坩埚，由于性能、用途和使用条件不同，所用的原料、生产方法、工艺技术和产品型号规格也都有所区别。
石墨坩埚的主体原料，是结晶形天然石墨。
故它保持着天然右墨原有的各种理化特性。
即：具有良好的热导性和耐高温性，在高温使用过程中，热膨胀系数小，对急热、急冷具有一定抗应变性能。
对酸，碱性溶液的抗腐蚀性较强，具有优良的化学稳定性。
坩埚的型号规格较多，在应用时不受生产规模、批量大小和熔炼物质品种的限制，可任意选择，适用性较强，并可保证被熔炼物质的纯度。
石墨坩埚，因具有以上优良的性能，所以在冶金、铸造、机械、化工等工业部门，被广泛用于合金工具钢的冶炼和有色金属及其合金的熔炼。
并有着较好的技术经济效果。
坩埚的种类大体分为三大类：第一类炼铜坩埚，其规格“号”，；第二类为炼铜合金坩埚，特圆形有100个号，圆形有100个号，第三种炼钢用的坩埚，有100个号。
坩埚规格（大小），通常是用顺序号大小表示的，1号坩埚具有能熔化1000g 黄铜的容积，其重量为180g。
坩埚在熔炼不同金属或合金时熔化量计算，可以坩埚的容重规格号，乘上相应金属和合金系数。
坩埚的生产原料，可概括为三大类型。
一是结晶质的天然石墨，二是可塑性的耐火粘土，三是经过煅烧的硬质高岭土类骨架熟料。
近年来，开始采用耐高温的合成材料，如：碳化硅、氧化铝金刚砂及硅铁等做坩埚的骨架熟料。
这种熟料对提高坩埚产品质量，增强坩埚密度和机械强度有着显著效果。
镍坩埚适用于NaOH Na2O2、Na2CO3 NaHCO3以及含有有KNO3的碱性溶剂熔融样品，不适用于KHSO4或NaHS04、K2S2O7或Na2S2O7等酸性溶剂以及含硫的碱性硫化物熔剂熔融样品。
坩埚的用途和使用方法
坩埚的用途和使用方法坩埚是一种用于容纳和加热金属、玻璃或化学物质的工具，通常由耐火材料制成。
它在实验室、工业生产和艺术制作中都有着广泛的用途。
本文将介绍坩埚的主要用途和使用方法。
用途：1. 熔炼金属，坩埚常用于熔炼金属，如铁、铜、铝等。
在金属加热过程中，坩埚能够承受高温并保持较好的耐火性能，确保金属熔化过程的顺利进行。
2. 熔融玻璃，在玻璃工艺制作中，坩埚也扮演着重要角色。
通过坩埚的高温加热，可以将玻璃原料熔化成流动状态，便于制作各种玻璃制品。
3. 化学实验，在化学实验室中，坩埚常用于加热固体物质，促使化学反应发生或者进行物质的燃烧实验。
使用方法：1. 选择合适的坩埚，根据需要加热的物质种类和加热温度，选择合适的坩埚材料。
常见的坩埚材料有石墨坩埚、石英坩埚和陶瓷坩埚等。
2. 准备坩埚，在使用坩埚之前，需要确保坩埚表面清洁，无杂质和裂纹。
同时，检查坩埚的尺寸和容量是否符合实验需求。
3. 放置物质，将需要加热的物质放入坩埚内，注意坩埚内物质的数量不要过多，以免溢出。
同时，要确保物质均匀分布在坩埚内，避免局部过热或过冷。
4. 加热坩埚，将坩埚放置在加热设备上，逐渐升温直至达到所需温度。
在加热过程中，要注意控制加热速度，避免坩埚受到突然的温度变化而破裂。
5. 使用注意事项，在使用坩埚时，要注意避免突然的温度变化，以免造成坩埚破裂。
同时，使用完毕后，要等待坩埚冷却后再进行清洁和存放。
总结：坩埚作为一种重要的加热容器，在金属冶炼、玻璃制作和化学实验中都有着重要的用途。
正确的选择和使用坩埚，可以保证加热过程的安全和顺利进行。
希望本文的介绍能够帮助大家更好地了解坩埚的用途和使用方法，提高实验和生产的效率和安全性。
实验室坩埚的使用方法
实验室坩埚的使用方法一、实验室坩埚的简介实验室坩埚是一种常用于化学实验室的玻璃制品，通常用于加热、燃烧、蒸馏等实验操作中。
坩埚具有耐高温、耐腐蚀等特点，能够承受高温下的试剂和物质。
二、使用前的准备工作1. 检查坩埚是否完好无损，无裂纹或破损。
2. 清洗坩埚，确保表面干净，无杂质。
3. 准备好所需的试剂和其他实验器材。
三、加热操作1. 将试剂或物质放入坩埚中，注意不要超过坩埚的容量。
2. 将坩埚放置在加热源上，如电热板或燃气灯下。
3. 控制加热源的温度，避免过高的温度引起坩埚破裂。
四、冷却操作1. 当加热结束后，将坩埚从加热源上取下。
2. 将坩埚放置在耐热垫或冷却架上，等待其自然冷却至室温。
五、清洗和保养1. 使用完坩埚后，及时清洗和干燥，以防止试剂残留和污染。
2. 使用软刷和中性洗涤剂清洗坩埚，避免使用刺激性溶剂或硬物擦拭。
3. 对于难以清洗的污渍，可以使用盐酸或稀硫酸进行清洗，但要注意安全操作。
4. 定期检查坩埚是否破损或老化，如发现问题应及时更换。
六、注意事项1. 在加热操作时，应注意坩埚的稳定性，避免倾斜或摇晃。
2. 加热时应避免突然的温度变化，以免引起坩埚破裂。
3. 加热结束后，不要立即接触坩埚，应等待其冷却至室温后再进行操作。
4. 使用坩埚时应佩戴安全防护设备，如手套和护目镜，以防止意外发生。
七、常见问题解答1. 为什么要使用坩埚加热？坩埚可以承受高温，不易破裂，适用于高温下的加热操作。
2. 坩埚如何清洗？可以使用软刷和中性洗涤剂进行清洗，对于难以清洗的污渍，可以使用盐酸或稀硫酸进行清洗。
3. 坩埚可以重复使用吗？坩埚可以重复使用，但要定期检查其是否破损或老化，如发现问题应及时更换。
八、总结实验室坩埚作为一种常用的实验器材，在化学实验中起到了重要的作用。
使用坩埚时，我们需要注意加热操作的温度控制、冷却操作的安全等方面，同时也要进行坩埚的清洗和保养工作，以确保实验的准确性和安全性。
通过正确的使用和保养，坩埚可以更好地为我们的实验工作提供帮助。
坩埚的多种用途和注意事项
坩埚的多种用途和注意事项坩埚的多种用途和注意事项1. 坩埚的定义和基本原理在实验室中，坩埚是一种用于加热、熔化和冷却物质的容器。
它通常由陶瓷或金属制成，具有高温耐受性。
坩埚的基本原理是利用其耐高温的特性，将物质加热到高温以便进行熔化、反应或测试。
2. 坩埚的主要用途2.1 烧杯：坩埚可以用作烧杯，用于加热和沸腾液体。
它通常搭配加热设备如酒精灯或燃气灯使用。
2.2 熔融矿物：坩埚经常被用来熔融矿石样品以进行分析或提取所需元素。
高温下，许多矿石会熔化并与其他物质发生反应，从而使得元素的分析和提取变得更加容易。
2.3 催化剂研究：坩埚可以用于研究催化剂的性质和活性。
催化剂是加速化学反应速度的物质，坩埚可以提供一个可控的环境，以便研究催化剂在不同温度和反应条件下的性能。
2.4 重力测量：坩埚也可以用于测量物质的密度。
通过测量坩埚中物质熔化前后的重量变化，可以计算出物质的密度。
2.5 煅烧和烧结：坩埚经常被用来进行煅烧和烧结。
煅烧是指将物质加热到高温以去除其中的杂质，并使其更加稳定。
烧结是指将粉末材料加热到足够高的温度，使其颗粒相互结合，形成致密的块状物质。
3. 坩埚使用的注意事项3.1 温度控制：在使用坩埚时，特别需要注意温度控制。
过高的温度可能导致坩埚破裂或损坏，而过低的温度则可能无法达到所需的熔融效果。
在加热或冷却过程中，需要逐渐调整温度，以避免对坩埚造成损害。
3.2 温度梯度：在熔融矿石或其他物质时，坩埚内部和外部的温度可能存在较大差异。
这种温度差异可能导致坩埚破裂或物质不均匀熔融。
建议在加热或冷却过程中，适当旋转坩埚以平衡温度分布。
3.3 化学相容性：在选择坩埚材料时，需要考虑所使用物质的化学性质和相容性。
一些物质可能与特定材料发生反应，从而导致坩埚损坏或产生无法预测的结果。
建议在使用前进行相应的化学相容性测试。
3.4 清洁和维护：为了保持坩埚的使用寿命和性能，定期清洁和维护是必要的。
在使用后，应将坩埚彻底清洁，并储存在干燥的环境中。
第三 冷坩埚法和助溶剂法
0.15
红色
0.1
黄色
2.0
紫色
0.13
淡黄色
0.1
粉红色
0.1
黄绿色
0.3
橄榄绿色
0.3
深紫色
0.15
淡绿色
Nd2O3+Ce2O3 Nd2O3+CuO Co2O3+CuO Co2O3+V2O5
0.09+0.15 1.1+1.1 0.15+1.0 0.08+0.08
攻瑰红色 淡蓝色 紫蓝色 棕色
（4）冷坩埚法中工艺参数对结晶质量的影响
冷坩埚法的冷却管和加热装置
冷却水铜管及底座构成“杯”
（2）冷坩埚法生产装置
1 熔壳盖；
2 石英管；
3 通冷却水的铜 管； 4 高频线 圈（RF）； 5 3）冷坩埚法生产工艺
加入氧化锆粉末和稳定剂→加热→持续熔化 数小时→逐渐降温冷却→ 退火。
（1）首先将ZrO2与稳定剂Y2O3按摩尔比9：1的比例 混合均匀，装入紫铜管围成的杯长合成立方氧化 锆晶体所使用的粉料Zr状“冷坩埚”中，在中心 投入4-6g锆片或锆粉用于“引燃”。接通电源， 进行高频加热。约8小时后，开始起燃。起燃1-2 分钟，原料开始熔化。先产生了小熔池，然后由 小熔池逐渐扩大熔区。在此过程中，锆金属与氧 反应生成氧化锆。
2. 合成立方氧化锆的大多数晶体内部洁净。只有少数晶体可能会 因冷却速度过快而产生气体包体或裂纹。还有些靠近熔壳的合成 立方氧化锆晶体内有未完全熔化的面包屑状的氧化锆粉末。偶见 旋涡状内部特征。
合成立方氧化锆中的未熔粉末
（5）冷坩埚法合成宝石的鉴别特征
合成立方氧化锆常被用作钻石的仿制品。因此， 合成立方氧化锆晶体的性质及特征，就是合成立方 氧化锆的鉴别特征。
冷坩埚氧化晶体生长法
冷坩埚氧化晶体生长法
1.非金属坩埚：传统的晶体生长通常使用金属坩埚容纳高温熔融材料，而在冷坩埚法中，不使用高熔点金属材料作为坩埚，而是利用原料自身形成的熔壳作为“冷坩埚”。
2.外部冷却：冷坩埚技术的关键在于外部设有冷却装置，使得原料在加热过程中只在内部形成熔融区域，而外层保持未熔状态，形成一个固态的外壳，防止熔体与外界接触，避免坩埚材料的污染和反应。
3.晶体生长过程：首先将含有氧化锆和其他添加剂（如氧化钇用于稳定立方相）的原料放入特别设计的炉膛中，通过高频感应加热使其内部部分熔化。
随着坩埚缓慢下降或者熔体上升，熔融的晶体材料在适当条件下结晶长大。
4.精确控制：在整个生长过程中，温度、气氛、降温速率和熔体的纯净度都需要精确控制，以得到高质量的大尺寸单晶。
冷坩埚玻璃固化技术及应用
２ 冷 坩 埚 技 术研 究 及 工 程 应 用
２ ． １法 国
展 。我 国 在 该 领 域 起 步 较 晚 ， 仍处在研 究 阶段。
本 文主 要介 绍法 国 、 韩国、 俄 罗斯冷 坩 埚玻 璃 固化 技术 的研 究及 工 程 应 用 ， 旨在 为我 国冷 坩 埚 技 术
１ 冷坩埚玻璃 固化 系统及工艺
冷 坩 埚是 由数个 弧形 块 或管组 成 的 圆形 或椭 圆形容器 ， 弧形块或管内通人冷却水以保持冷壁 ，
容易等特点。二十世纪八十年代 ， 法 国、 俄罗斯等 开展 了冷坩 埚 玻 璃 固化 核废 物技 术 研 究 ， 先 后 建
立 了小实 验装 置 、 台架装 置 、 中试 装 置 、 原 型装 置 ，
开展提供借鉴和参考 。 关键词 ： 冷坩埚 ： 放射性废物 ：玻璃化 中图分类号 ： Ｔ Ｌ ９ ４ １ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ４ － ６ ３ ５ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ — ０ ０ ３ ７ — ０ ５
０ 引 言
冷坩埚 玻璃 固化 技 术 具 有 工 作 温度 高 、 处 理 范 围广 、 使 用 寿命 长 、 熔 体均 一 、 设 备 体积 小 、 退 役
液及 其 它一 些腐 蚀性 较 强 的难 处 理 废 物 。 因此 ， 该技 术 的研究 进 展受 到各 国的广泛 关注 。
玻璃壳层 ， 避免了熔融物对冷坩埚 的腐蚀＿ １ Ｊ 。
冷坩 埚玻 璃 固化 系统 主要包 括 ： 冷坩埚 、 进料
子 系统 、 玻璃 出料 子 系统 、 烟 气净 化子 系统及 仪 表
各个弧形块或管间缝隙充填绝缘物质 ， 通过电磁 场对其 内部 物 料 进 行 加热 ， 坩 埚 外 有 由铜 管 绕制 而成 的水 冷 感应 线 圈 。 由于坩 埚 采 用水 冷 结 构 ，