石墨坩堝的製作過程

2020-12-19 千龍碳素網

石墨坩堝石墨下垂器乾燥後按半成品標準檢驗。合格的產品進入上釉工序刷上釉，釉層乾燥後再入窯燒成。燒成的目的是提高坩堝的密度和機械強度，提高產品質量。

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1．燒成原理

石墨坩堝石墨下垂器在燒成過程中，坯體結構發生了一系列變化，主要是塑性耐火粘土。坩堝燒成的基本過程可分為以下四個階段：

(1)預熱和烘烤階段。窯溫為100≤300℃，是從石墨坩堝中去除殘餘水分的過程。窯口天窗應打開，加熱速度應緩慢，特別是石墨坩堝石墨匣內殘留水分超過3%時，應嚴格控制溫度，易發生坩堝裂紋和爆炸事故。

(2)低溫燒成階段，4 0 0℃和6 0 0℃。坩堝燒結的低溫階段。隨著窯溫的升高，坩堝中的束縛水開始分解和去除。主要成分A1203和Si02，在粘土中曾經形成一種自由狀態：坩堝表面的釉層尚未熔化，加熱速度仍應緩慢，如果加熱速度過快且不均勻，也容易發生爆炸和崩塌事故。

(3)中溫燒成階段：700℃900℃。此時，粘土中的非晶態A1203可以部分轉變為Y型晶體Al203。在窯內溫度逐漸升高的情況下，以游離狀態存在的Al203和Si0『相結合形成硬矽酸鹽固化產物(又稱百法)。坩堝中的石墨和熟料作為一個整體連接並凝固。在中溫燒結過程中，石墨坩堝外釉層隨著溫度的升高逐漸熔化，形成一層玻璃釉膜，在坩堝表面封閉或覆蓋，以保護坩堝不被氧化。

(4)高溫燒成階段：這一階段的溫度為ioo-1200 cc.此時坩堝中的粘土經中溫燒結形成固化後，逐步向莫來石轉化，這期間升溫速度應比中溫時加快（俗稱放大火過程），窯中火焰應控制為中性焰或還原焰。在坩堝高溫燒結過程中，釉層完全熔化，形成玻璃狀釉膜，並密封在坩堝表面。如果燒結溫度超過釉的溫度限制，就很容易流出坩堝，引起坩堝的氧化。密度、硬度、耐火性和載荷軟化點都很高，熱膨脹係數較小。

在坩堝的結構中，它在凝固、硬化和加載中起著重要作用。因此，在坩堝燒結過程中，由於塑性耐火粘土的熱效應，石墨和熟料被固結成一個具有一定機械強度的整體。因此，操作過程中的燒結溫度和溫度控制對石墨坩堝的質量和使用壽命有著重要的影響。

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