石墨坩埚的主要成分是石墨,通常含量在95%以上。除此之外,还需要碳化硅、硅石、黏土、沥青和焦油等为原料一起烧制而成。
一、石墨坩埚特性
耐高温性:由于石墨坩埚主要成分是石墨,所以在高温下具有良好的耐热性能,能够承受高温下的化学反应和物理变化,不会熔化、变形或破裂。
耐腐蚀性:石墨坩埚具有出色的化学稳定性,对酸性、碱性溶液抗蚀性较强,在熔炼过程中不参与任何化学反应。
导热性:石墨坩埚的导热性很好,能够迅速地将加热源的温度传递到样品中,使实验样品加热均匀。另外,碳化硅石墨坩埚导热系数可达120-200 W/(m·K)。
二、石墨坩埚用途
金属熔炼:用于多种金属熔炼,如金、银、铜、铝等金属及其合金。
半导体材料:用于硅、锗等半导体材料的高温处理,主要用于单晶硅、多晶硅的熔炼和提纯。
锂电材料:用于正负极材料(如钴酸锂、石墨负极)的高温烧结。
实验室应用:用于高温加热和实验样品处理,通过稳定的高温环境和良好的导热性确保实验精度。
单晶生长:用于生长蓝宝石、硅等单晶材料,广泛应用于电子和光学领域。
陶瓷和粉末冶金:用于陶瓷材料和金属粉末的高温烧结。
高温反应容器:用于需要高温和惰性环境的化学反应。
热处理:用于材料的热处理工艺,如退火、淬火等,确保工艺过程的稳定性。
综上,由石墨为主要成分制成的石墨坩埚,具有广泛用途和优点。同时,为了提升石墨坩埚性能,我们还可以在石墨坩埚表面制备涂层,以提高其抗氧化性、耐磨性和热震稳定性。
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