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一般来说，铝锅的熔点在1535℃左右，也就是说，只要达到1500℃左右，铝锅就会熔化。 但我们经常看视频，发现坩埚里盛满了几千度的铁水就可以了。 为什么是这样？ 是不是因为坩埚比较无情，而铝锅却很温柔？ 虽然不是，原因是坩埚的锅不是铝锅的锅，它的旁边是土字。 开玩笑，明天我们要讨论这些叫做坩埚的神奇容器。
材料演变
坩埚正如其名。 早期的坩埚是用粘土制成的，所以旁边有土这个词。 它于公元前3000年左右首次出现在中国和俄罗斯。
我国商代、西周时期，已广泛使用粘土坩埚。 西周时期的青铜铸造活动中，先民制造了大量的粘土坩埚。 这种坩埚有不同的形状和规格，如方形、方形、长颈、短颈等。在这种坩埚中，有的坩埚上还刻有铭文，记录着铸造年代、铸造者姓名等信息。
广东龙山文物中曾发现坩埚。
粘土坩埚的最大优点是制造工艺简单，价格实惠。 粘土坩埚一般由粘土、沙子、石英等原料制成。 制造工艺相对简单，价格实惠，因此广泛应用于实验室和小规模生产。 它还具有良好的高温耐热性，通常可以承受1000℃左右的水温，适合烧制瓷器等高温实验。 由于材质比较柔软，在物理反应和分析时不会影响样品，所以现代也用于物理反应和分析。
然而，随着时间的推移，人们逐渐认识到粘土坩埚在低温下容易破裂，不能用于熔化低温金属。 早期的铜还可以，后来的铁等低温金属就不能用了。 于是人们开始尝试使用金属制成的坩埚。
金属坩埚的出现打开了新世界的大门。 最早的金属坩埚出现在公元前2000年左右的古希腊，由铜制成。 随着冶金技术的不断进步，人们开始使用更多的金属来制造坩埚，如铁、铜、镍等金属。 人们可以利用金属坩埚冶炼铁器，促进了冷兵器的进一步发展。 都说战争促进了科技的发展，这确实是事实。
坩埚的进一步发展 18世纪末，西班牙科学家拉瓦锡在进行燃烧和二氧化碳的实验时，使用了用粘土制成的坩埚，但在实验过程中，坩埚因低温而破裂，实验失败。 于是，拉瓦锡开始寻找更耐热的材料来代替粘土坩埚。 他在实验室找到了一块天然石墨，将其制成坩埚，成功地进行了低温实验，并得到了良好的结果，于是石墨坩埚就出现了。
石墨坩埚具有良好的导热性，可以快速传递热量，从而使金属的熔化和加热速度更快。 可在强碱、强碱等恶劣环境下使用，不易被物理物质腐蚀。 能承受一定的压力和冲击，不易破裂，使用寿命长。 它可以熔化低温金属和陶瓷材料。 但缺点是成本太高，而且容易氧化。
近年来，出现了石英坩埚、氧化铝坩埚等新型坩埚，每种坩埚都有各自的优点。 我们可以根据不同的使用场景选择不同材质的坩埚。 熔化铜、青铜、紫铜等高温金属，通常使用粘土坩埚。 粘土坩埚具有良好的耐热性和机械硬度，价格也比较实惠，是高温熔炼常用的坩埚。 但如果要冶炼钢铁等高温金属，通常需要使用石墨坩埚。 那么问题来了，为什么这个坩埚不熔化呢？
坩埚为什么不熔化？
首先是使用不同的材料。 石墨坩埚是最常见的。 其主要材质为石墨，具有良好的导热性、耐腐蚀性、机械硬度等特性。 由于石墨的熔点非常高，达到3700℃左右，在低温下，石墨坩埚不会熔化，而是会变得更加稳定、坚固。
据悉，石英坩埚是一种由高含量石英材料制成的低温容器，具有极高的耐低温性、化学稳定性和机械硬度。 石英的熔点约为1713℃，因此在低温下，石英坩埚不会熔化，而是会保持其原有的化学和物理性质。 这类坩埚的熔点比较高，因此可以承受通常的低温，但也有例外，那就是陶瓷坩埚。
陶瓷坩埚是一种由陶瓷材料制成的低温容器。 其主要成分为碳化硅、硅酸铝等，具有较高的耐低温性、化学稳定性和机械硬度。 由于陶瓷的熔点相对较低（1200℃），在极低的温度下可能会出现陶瓷坩埚熔化或破裂等问题。 因此，它一般被用作物理实验室的工具。
除了材料的影响外，坩埚的结构对于熔化与否也起着重要的作用。 坩埚的结构一般分为双层结构和复合结构两种。
双层结构的坩埚一般为整体制成，具有良好的机械硬度和稳定性。 然而，在极低的温度下，双层结构的坩埚可能会扭曲变形，导致实验结果不准确或设备损坏。 于是复合结构的坩埚就出现了。
复合坩埚一般由多层材料组成，例如石墨和石英的复合结构。 这些结构可以充分利用不同材料的优点，同时弥补其缺点，具有更好的耐低温性、化学稳定性和机械硬度。 据悉，采用复合结构的坩埚还可以根据不同的环境要求设计不同的结构，以提高可靠性和精度。
那么问题来了，我们如何制造出如此耐低温的坩埚呢？
如何生产？
坩埚的生产制造主要涉及选材、成型、烧结、加工等工序。 前面提到，坩埚常用的材质有石墨、石英、陶瓷等，我们以最耐低温的石墨坩埚为例。
石墨坩埚的主要原料是高含量的天然石墨或人造石墨。 在原料制备过程中，必须注意保证原料的含量和均匀性。 生产过程的第一步是将石墨原料粉末与粘结剂混合，通过压制或挤压制备石墨轧制。 在准备和轧制过程中，必须注意控制铸件的密度和致密性，以保证轧制件的硬度和耐磨性。 然后将制备好的石墨进行滚压，放入干燥室进行干燥，除去水分和挥发物后，放入低温炉中进行焙烧。 烧成温度通常在2000℃以上，石墨铸件将在低温下烧成致密的坩埚。 烘烤后的石墨坩埚还需要进行加工，包括精密加工和表面处理（涂防渗材料等）。 由此制造石墨坩埚。
写在最后
随着冶炼技术的发展和进步，我们对坩埚的要求也越来越高。 它不仅必须含有铁水，而且还必须能够承受过程中脱氧和合金化的影响。 工业中使用的坩埚往往很重，表面有各种材料碎片，受到物理反应的侵蚀。 这种侵蚀往往会使坩埚越来越重，最终直接报废。 这就促使了坩埚技术的发展和创造，碳化硅坩埚等新型坩埚也随之出现。 相信随着科技的发展，未来别说是一两千度的低温，就是上万度都对付不了坩埚。
综上所述，坩埚材质分为粘土、石英、石墨、金属等多种材质，每种材质都有各自的应用环境。 它们不会融化的原因并不是因为它位于“土壤”一词旁边。 这主要是由于其材料和结构的特点决定的。 石墨、石英等材料具有较高的耐低温性和物理稳定性，不易熔化，能够承受低温。 据悉，坩埚的复合结构可以充分利用不同材料的特性，使其具有更好的耐低温性、化学稳定性和机械硬度，最终达到不怕火的特性。
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