选择适合玻璃生产的坩埚

在设计新的玻璃熔体时，选择正确的坩埚非常重要，以防止玻璃熔体变形、开裂或被坩埚污染。

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坩埚由于坩埚被反复使用，通常需要延长其工作寿命。坩埚不工作造成的任何停机都可能导致制造过程中的大型元件停机，这可能会非常昂贵。

应评估坩埚的组成，以评估其抗热震、最高操作温度、抗压强度和与玻璃可能发生的反应等特性^1.，膨胀系数，以及材料的成本和寿命。

硅

二氧化硅（SiO_2.)是一种氧化物，可在高温下发挥作用，而不会降低化学成分和结构完整性。其最高工作温度为1500°C，低于替代材料，如氧化铝。亚博网站下载

由于具有极低的热膨胀系数和较高的抗热震性，二氧化硅是熔化许多玻璃系列（例如硼硅酸盐、硅酸盐和钠石灰）的理想选择。

氧化铝

氧化铝（铝）_2.O_3.)适用于需要高温稳定性，但成本也是一个因素的熔体。氧化铝传热速度快，因为它导热系数高。

由于它的热膨胀系数低，也提供了有效的抗热震能力。对于高纯度铝_2.O_3.最高工作温度为1700℃。

另一个有用的特性是它能抵抗化学侵蚀，这可能导致熔体污染和坩埚的严重退化。在重金属氧化物(HMO)玻璃熔融应用中，其电阻甚至比铂还强。^2.

阿兹(alumina-zirconia-silica)

AZS是目前应用最广泛的耐火材料之一工业玻璃生产．耐高温，耐腐蚀。^3.形成AZS的氧化物价格低廉，随后的混合物可以铸造成各种坩埚形状。

主要限制是，当玻璃熔体接触AZS坩埚壁时，可能会产生结和气泡等缺陷，从而导致结构受损。

这是一个严重的问题，特别是在工业玻璃的生产中，据预测，高达10%的玻璃在连续操作的熔炉中产生被拒绝。创建超低渗出AZS是正在探索的解决方案之一。^4.

铂

铂是一种惰性极强的贵金属，是研究人员避免样品污染的首选。^5.它的稀缺性和开采难度意味着它是一个昂贵的坩埚选择。

铂通常与铑以90:10或80:20的比例进行合金化，以降低成本而不影响功能。

操作温度可以提高到大约1600°C;此方法比纯铂高出300°C。^6.由于铂也是一种可塑性较强的金属，所以很容易制成各种尺寸和形状的坩埚。

虽然它可以抵抗大多数类型的腐蚀，铂坩埚可能会受到重金属氧化物玻璃的伤害，导致最终材料的特性退化。

玻璃碳

交联聚合物的热分解产生一种叫做玻璃碳的陶瓷材料。^7.由于其高光泽和黑色，也被称为“玻璃状”碳。它非常易碎，类似于玻璃，但它具有其他重要特性，适合作为坩埚材料。

它耐热冲击，同时具有高达2500°C的高工作温度。由于它含有碳，所以导热系数比较高。

一个重要的特征是它不受气体的影响，孔隙度低得令人难以置信。它还能抵抗许多化学物质的破坏，如铬、硫酸、硝酸、氢氟酸和盐酸。

它比氧化铝等不同的陶瓷坩埚更昂贵，但由于其在热循环中的稳定性，寿命更长。

火泥

粘土储量丰富，易于塑成各种形状，历史上一直都在使用这种材料玻璃熔坩埚．

当代耐火粘土也可以通过氧化物和其他添加剂对其成分进行改性，以适应不同的应用。^8.添加广泛存在的化合物，如MgO、CaO、K_2.O、 还有Na_2.O可显著提高最高工作温度。

某些火粘土可能含有大量的氧化硅(SiO)_2.)，降低了对热冲击的抵抗力，有些可能含有高孔隙率。气孔可以使坩埚被玻璃熔透，增加了污染的风险，甚至导致坩埚本身破裂。

参考资料及进一步阅读

1. J.E.，S。玻璃科学与技术简介亚博老虎机网登录．doi: 10.1017 / CBO9781107415324.004
2. 多斯桑托斯，I.M.G。等陶瓷坩埚:熔炼PbO-BiO 1.5 -GaO 1.5玻璃的新选择。j .非。结晶的。固体319, 304 - 310(2003)。
3. Magnificus，D.R.玻璃缺陷源于玻璃熔融铸造AZS耐火材料相互作用。(1994). 内政部：10.6100/IR417346
4. 卡博迪，I.，高比尔，M.，莫兰，C.和埃斯卡拉瓦奇，B.ER 2001 SLX：玻璃炉上部结构的极低渗出AZS产品。Glas.Technol.Eur.J.Glas.Sci.Technol.A部分49, 221–224 (2008).
5. 耶拿玻璃制造的白金。Platin.Met.Rev。38, 74–82 (1994).
6. 提高样品熔合用铂坩埚的使用寿命。AZoNetwork可以在://www.washintong.com/article.aspx?ArticleID=17601．
7. Cowlard，F.C.和Lewis，J.C.玻璃碳-一种新的碳形式。j .板牙。科学。2., 507–512 (1967).
8. DigitalFire.com参考图书馆的“坩埚”。网址：https://digitalfire.com/4sight/glossary/glossary_crucible.html．

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