什么是玻璃坩埚?

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-27
玻璃是用什么东西做出来的?

玻璃是什么呢?我们知道固体材料可以分为有机材料和无机材料两大类。有机材料有木材、塑料、有机玻璃、棉布、羊毛、尼龙等等。无机材料按照结构可以分成单晶体、多晶体和玻璃三大类。单晶体有规则的外形和严格规则的结构,例如红宝石是氧化铝单晶,水晶是二氧化硅单晶,金刚钻则是碳的单晶。多晶体是大量小单晶的集合体,各种陶瓷、金属都是多晶材料。玻璃是经熔融、冷却、固化而得到的非结晶固体。它的结构在原子、分子范围内有一定规则(近程有序),但在宏观范围却又没有规则(远程无序)。它可以依靠模具做成各种形状。玻璃的这种无规则结构,决定了玻璃的下列特性:

1.各向同性,玻璃的质点排列总的说来是无规则的,但又是统计均匀的,因此,它的物理、化学性质在任何方向都是相同的。而晶体则是各向异性的。例:电阻率、导热系数、透过率、折射率等。

2.无固定熔点,玻璃由固体转变为液体是在一定温度范围内逐渐变化的。而晶体是有确定的熔点的,例如,冰(水的晶体)在0゜C融化。玻璃的这一特性使它可用吹、拉、压等多种方法成形。

3.组成和性能的可调性,玻璃的性能可随其成分在一定范围内发生连续和逐渐的变化。而晶体则具有固定的成分和确定的性能。这样,我们就可以调节玻璃的成分,使它的性能满足使用的要求。


玻璃是如何生产出来的呢?玻璃的生产工艺包括:配料、熔制、成形、退火等工序。分别介绍如下:

1. 配料,按照设计好的料方单,将各种原料称量后在一混料机内混合均匀。玻璃的主要原料有:石英砂、石灰石、长石、纯碱、硼酸等。

2. 熔制,将配好的原料经过高温加热,形成均匀的无气泡的玻璃液。这是一个很复杂的物理、化学反应过程。玻璃的熔制在熔窑内进行。熔窑主要有两种类型:一种是坩埚窑,玻璃料盛在坩埚内,在坩埚外面加热。小的坩埚窑只放一个坩埚,大的可多到20个坩埚。坩埚窑是间隙式生产的,现在仅有光学玻璃和颜色玻璃采用坩埚窑生产。另一种是池窑,玻璃料在窑池内熔制,明火在玻璃液面上部加热。玻璃的熔制温度大多在1300~1600゜C。大多数用火焰加热,也有少量用电流加热的,称为电熔窑。现在,池窑都是连续生产的,小的池窑可以是几个米,大的可以大到400多米2。

3. 成形,是将熔制好的玻璃液转变成具有固定形状的固体制品。成形必须在一定温度范围内才能进行,这是一个冷却过程,玻璃首先由粘性液态转变为可塑态,再转变成脆性固态。成形方法可分为人工成形和机械成形两大类。

A. 人工成形。又有(1)吹制,用一根镍铬合金吹管,挑一团玻璃在模具中边转边吹。主要用来成形玻璃泡、瓶、球(划眼镜片用)等。(2)拉制,在吹成小泡后,另一工人用顶盘粘住,二人边吹边拉主要用来制造玻璃管或棒。(3)压制,挑一团玻璃,用剪刀剪下使它掉入凹模中,再用凸模一压。主要用来成形杯、盘等。(4)自由成形,挑料后用钳子、剪刀、镊子等工具直接制成工艺品。

B. 机械成形。因为人工成形劳动强度大,温度高,条件差,所以,除自由成形外,大部分已被机械成形所取代。机械成形除了压制、吹制、拉制外,还有(1)压延法,用来生产厚的平板玻璃、刻花玻璃、夹金属丝玻璃等。(2)浇铸法,生产光学玻璃。(3)离心浇铸法,用于制造大直径的玻璃管、器皿和大容量的反应锅。这是将玻璃熔体注入高速旋转的模子中,由于离心力使玻璃紧贴到模子壁上,旋转继续进行直到玻璃硬化为止。(4)烧结法,用于生产泡沫玻璃。它是在玻璃粉末中加入发泡剂,在有盖的金属模具中加热,玻璃在加热过程中形成很多闭口气泡这是一种很好的绝热、隔音材料。此外,平板玻璃的成形有垂直引上法、平拉法和浮法。浮法是让玻璃液流漂浮在熔融金属(锡)表面上形成平板玻璃的方法,其主要优点是玻璃质量高(平整、光洁),拉引速度快,产量大 。

4. 退火,玻璃在成形过成中经受了激烈的温度变化和形状变化,这种变化在玻璃中留下了热应力。这种热应力会降低玻璃制品的强度和热稳定性。如果直接冷却,很可能在冷却过程中或以后的存放、运输和使用过程中自行破裂(俗称玻璃的冷爆)。为了消除冷爆现象,玻璃制品在成形后必须进行退火。退火就是在某一温度范围内保温或缓慢降温一段时间以消除或减少玻璃中热应力到允许值。

此外,某些玻璃制品为了增加其强度,可进行刚化处理。包括:物理刚化(淬火),用于较厚的玻璃杯、桌面玻璃、汽车挡风玻璃等;和化学刚化(离子交换),用于手表表蒙玻璃、航空玻璃等。刚化的原理是在玻璃表面层产生压应力,以增加其强度。


讲玻璃必定要提一下它的一个重要新发展——微晶玻璃。由于晶体的性能优于玻璃,而玻璃则具有易于制造的优势,于是人们自然会想到能否把两者结合起来实现优势互补呢?回答是肯定的,这种结合就是微晶玻璃。微晶玻璃是通过附加的热处理,使玻璃基体中长出大量均匀分布的微小晶体(微米级),而形成的一类新材料。或者说是一类用玻璃工艺制得的具有陶瓷性能的材料。它集中了玻璃和陶瓷的优点。如果说人类制造玻璃已有五千多年历史(最早是在古埃及),那末,微晶玻璃是20世纪50年代才出现的一类新型材料。


除了我们上面已提到的玻璃在日常生活中有着极其广泛的应用之外,玻璃在高科技领域有极其重要的地位。下面我们仅举一些例子:

1. 激光玻璃,玻璃是激光器的主体(工作物质),激光在其中产生。激光已广泛用于激光定向、激光测距、激光打孔及激光手术。尤其是由于激光束可以聚焦成极小的点子,能量密度极高,可用来启动核聚变反应。激光诱发核聚变与磁控聚变相结合,已成为产生可控热核能的主要途径。(我们中科院有这个项目。)

2. 光导纤维(简称光纤),光纤通过光在其内部全反射,实现远距离传光而损失及小。由于光纤可任意弯曲,从而使光线拐弯,进而,光纤、光缆的出现使光通讯得以实现。现已进入社区的宽带网就是基于光通讯。此外,利用光纤可以弯曲已做成内窥镜(胃镜、肠镜)和激光手术刀,实现了无创伤手术。

3. 导弹、飞船的雷达天线罩,天线位于导弹、飞船的头部,因此天线罩必须有高强度、能承受高温且有低介电损耗。它是用微晶玻璃或石英玻璃做成。(我们所有做过。) 4. 天文望远镜,天文望远镜的玻璃透镜很大,且为保持高度精确,要求一年四季尺寸不变,它是用零膨胀微晶玻璃做成的。这种微晶玻璃是通过在玻璃中析出负膨胀的微晶体与基础玻璃的膨胀相抵消,使微晶玻璃的膨胀系数接近于零。

此外,还有用于红外夜视仪的透红外玻璃;用于复印机磁鼓的硫系玻璃;在微电子技术

坩埚有石英坩埚、瓷坩埚、刚玉坩埚、石墨坩埚、碳化硅坩埚等。
坩埚是用极耐火的材料(如粘土、石墨、瓷土、石英或较难熔化的金属铁等)所制的器皿或熔化罐。当有固体要以大火加热时,就必须使用坩埚。

以玻璃为材质的坩埚就是玻璃坩埚。
坩埚为一陶瓷深底的碗状容器。当有固体要以大火加热时,就必须使用坩埚。因为它比玻璃器皿更能承受高温。坩埚使用时通常会将坩埚盖斜放在坩埚上,以防止受热物跳出,并让空气能自由进出以进行可能的氧化反应。坩埚因其底部很小,一般需要架在泥三角上才能以火直接加热。坩埚在铁三角架上用正放或斜放皆可,视实验的需求可以自行安置。坩埚加热后不可立刻将其置于冷的金属桌面上,以避免它因急剧冷却而破裂。也不可立即放在木质桌面上,以避免烫坏桌面或是引起火灾。正确的作法为留置在铁三角架上自然冷却,或是放在石棉网上令其慢慢冷却。坩埚的取用请阅坩埚钳。
主要用途:
(1)溶液的蒸发、浓缩或结晶
(2)灼烧固体物质
使用注意事项:
(1)可直接受热,加热后不能骤冷,用坩埚钳取下
(2)坩埚受热时放在铁三角架上
(3)蒸发时要搅拌;将近蒸干时用余热蒸干
——如果回答满意,敬请采纳给分,谢谢。

以玻璃为材质的坩埚
坩埚为一陶瓷深底的碗状容器。当有固体要以大火加热时,就必须使用坩埚。因为它比玻璃器皿更能承受高温。坩埚使用时通常会将坩埚盖斜放在坩埚上,以防止受热物跳出,并让空气能自由进出以进行可能的氧化反应。坩埚因其底部很小,一般需要架在泥三角上才能以火直接加热。坩埚在铁三角架上用正放或斜放皆可,视实验的需求可以自行安置。坩埚加热后不可立刻将其置于冷的金属桌面上,以避免它因急剧冷却而破裂。也不可立即放在木质桌面上,以避免烫坏桌面或是引起火灾。正确的作法为留置在铁三角架上自然冷却,或是放在石棉网上令其慢慢冷却。坩埚的取用请阅坩埚钳。
主要用途:
(1)溶液的蒸发、浓缩或结晶
(2)灼烧固体物质
使用注意事项:
(1)可直接受热,加热后不能骤冷,用坩埚钳取下
(2)坩埚受热时放在铁三角架上
(3)蒸发时要搅拌;将近蒸干时用余热蒸干

坩埚是化学仪器的重要组成部分,它是熔化和精炼金属液体以及固液加热、反应的容器,是保证化学反应顺利进行的基础。



玻璃坩埚百度一下就可以看到其实是一种过滤装置了吧

  • 石英坩埚与瓷坩埚有什么不一样
    答:1、材料不同:石英坩埚是玻璃;瓷坩埚是陶瓷。2、耐酸碱不同:石英坩埚耐酸碱,但氢氟酸不可使用;瓷坩埚不耐强碱。3、耐高温不同:瓷坩埚最高可耐热1200摄氏度左右高温;石英坩埚分乳白和透明,乳白坩埚在1200度以下使用,透明坩埚在1400度以下使用。
  • 坩埚烧渣为什么要加玻璃?
    答:那么这其中加入玻璃的话,主要原因是因为玻璃当中有很好的抗高温的能力,而且相对来说的话,它在其中起有着一定的保护作用和催化剂的作用。
  • 什么是"坩埚"啊?
    答:用来对固体进行高温加热。坩埚是实验室中使用的一种杯状器皿,用来对固体进行高温加热。主要有两个用途:(1)灼烧固体物质。(2)溶液的蒸发、浓缩或结晶(如果有蒸发皿,应该选择蒸发皿。当然坩埚也可以用于溶液的蒸发、浓缩或结晶)。坩埚有铁坩埚、铸铁坩埚、石英坩埚、瓷坩埚、刚玉坩埚、石墨坩埚、...
  • 蒸发皿和坩埚分别是什么样的?
    答:蒸发皿图片如下:蒸发皿:是瓷质的受热容器,常用于蒸发或浓缩溶液,也可用于干燥固体。可以直接用火焰加热,但不能骤冷,以防炸裂。灼热的蒸发皿必须用坩埚钳夹持,热的蒸发皿不能直接放在实验台上,以免烫坏实验台,必须立即放在实验台上时,要垫上石棉网。坩埚图片如下:坩埚:坩埚是化学仪器的重要...
  • 蒸发皿与坩埚有何区别?
    答:2. 用途:- 蒸发皿:蒸发皿用于蒸发溶液中的溶剂,以便留下溶质。它们可以在常温下或轻微加热下使用。- 坩埚:坩埚主要用于加热和高温实验。它们可以承受较高的温度,用于熔化、灼烧、焙烧等高温处理。3. 材料:- 蒸发皿:蒸发皿通常由玻璃或陶瓷材料制成,具有较好的耐酸碱性能和热稳定性。- 坩埚:...
  • 求化学中各种坩埚的不同用途(及原因)的归纳
    答:石英玻璃坩埚可在1450度以下使用,分透明和不透明两种。用电弧法制的半透明石英坩埚是拉制大直径单晶硅,发展大规模集成电路必不可少的基础材料。当今,世界半导体工业发达国家已用此坩埚取代了小的透明石英坩埚。他具有高纯度、耐温性强、尺寸大精度高、保温性好、节约能源、质量稳定等优点。2、不能和HF...
  • 垂熔玻璃坩埚和垂熔玻璃漏斗有什么不同啊?用真空泵抽滤吗
    答:2. 垂熔玻璃坩埚主要是富集沉淀,通过垂熔玻璃过滤,洗涤,干燥和称重 垂熔玻璃漏斗主要是净化试液,通过垂熔玻璃过滤分离影响杂质 3. 所以它们在外观上也不同,垂熔玻璃坩埚一般体型娇小,可以直立,玻璃厚度均匀,可以在105和更高的温度下烘干。垂熔玻璃漏斗可以做的体积大,为便于收集滤液与普通的...
  • 坩埚的主要成分是什么?
    答:1. 石英坩埚:石英坩埚主要由二氧化硅(SiO2)组成。石英是一种高纯度的石英玻璃,具有优异的耐高温性能和化学稳定性。2. 熔炼瓷坩埚:熔炼瓷坩埚通常由氧化铝(Al2O3)和硅酸铝等陶瓷材料制成。氧化铝是一种耐高温和耐腐蚀的材料,能够承受高温环境和化学腐蚀。3. 石墨坩埚:石墨坩埚主要由石墨组成,...
  • 坩埚和蒸发皿的区别是什么?
    答:1、用途不同 坩埚主要用于加热、熔化或烧掉试剂等高温处理过程。而蒸发皿则主要用于溶液蒸发、浓缩和沉淀物收集,以及质量分析等。2、材质不同 坩埚一般用石墨、铝瓷等材料制成,其具有很好的高温抗性和化学稳定性;而蒸发皿一般选用玻璃、陶瓷等材料,较易受到热冲击而破裂。3、外形大小不同 坩埚通常为...
  • 蒸发皿和坩埚的区别
    答:1、用途不同:坩埚可以加热不含水的物质,比如熔化非腐蚀性盐类、灼烧沉淀、碳化或灰化某些复杂试样等;蒸发皿一般用于蒸发溶液。2、材料不同:坩埚的材料必须耐高温,陶瓷的坩埚使用的温度上限约为800度;而石英的坩埚可以在1000度以上的高温使用,蒸发皿通常为普通玻璃制,也有用陶瓷的,使用温度应该多...