Высокоогнеупорная посуда
В тех случаях, когда требуется нагревание до температуры, превышающей 1200° С, следует пользоваться тиглями из высокоогнеупорных материалов, к которым относятся: кварц, графит, алунд, шамот, так называемая гессенская глина, окислы многих металлов, карбиды неко-Рис. 145. Ша- торых металлов и др.-мотный тигель. g современных химических лабораториях все большее значение приобретает применение высоких температур. Поэтому краппе важными стали материалы, тигли из которых могут выдерживать нагревание до 15000C и выше, причем каждый такой тигель используется только один раз и реже — повторно.
Шамотные тигли (рис. 145), так же как и тигли из гессенской глины, имеют верхнюю часть треугольной формы.
Алундовые тигли удобны для работы при температуре до 1600—1800° С.
Графитовые тигли используют для высокотемпературной плавки в восстановительной среде.
Их изготовляют из смеси чешуйчатого графита н огнеупорной глины (каолина). Для повышения прочности тиглей в массу, из которой изготовляют тигли, добавляют обожженную глину. Примерный состав смеси для изготовления графитовых тиглей следующий (в частях):
Все эти материалы измельчают возможно тоньше, тщательно смешивают, выдерживают двое суток и снова перемешивают. Подготовленную таким образом массу помещают в форму, уплотняют и после 1—2-часовой сушки на воздухе помещают в сушильный шкаф, поднимая температуру в нем постепенно в течение четырех дней: в первый день—не выше 30, второй день — до 40, третий день — до 50 н в четвертый день — до 70° С. Высушенный тигель обжигают в восстановительной илн нейтральной среде, после чего тигель медленно и постепенно охлаждают.
Корундовые тигли по форме напоминают фарфоровые.
Перечисленные выше огнеупорные изделия не всегда удовлетворяют возросшим требованиям. Поэтому в современной лабораторной практике применяют тигли и другие лабораторные принадлежности, например трубки, изготовленные из чистых окислов, карбидов, боридов и силицидов ряда металлов. Лабораторные принадлежности из этих материалов более огнеупорны и химически инертны, что особенно важно при многих химических исследованиях.
В табл. 3 приведены материалы, применяемые для изготовления высокоогнеупорных изделий. Тигли из этих материалов можно изготовлять в лаборатории или методом литья, или трамбовкой и прессованием при обычной температуре с применением связующих веществ, или горячим прессованием.
Когда требуются тонкостенные тигли, их изготовляют методом литья, что связано с рядом трудностей и требует особых условий. Из всех указанных в табл. 3 материалов чаще всего используют глинозем высокой чистоты (99,8%-ный).Тигли из него пригодны для плавления многих металлов, как Ni, Со, Cr, Zn, Fe, стали и т. п. Эти тигли особенно удобны при работе в атмосфере водорода, а также во многих случаях кислых и щелочных плавок.
Таблица 3 Материалы применяемые для изготовления высокоогнеупорных изделий
Огнеупорный материал |
Формула |
Температура илавления "С |
Предельная температура нагревания 0C |
Al2O3 |
2050 |
1900 |
|
B4C |
2450 |
2100 |
|
SiC |
2600 |
2200 |
|
CrB |
2760 |
2300 |
|
MgO |
2800 |
2400 |
|
BeO |
2570 |
2400 |
|
CaO |
2570 |
2400 |
|
Двуокись циркония .... |
ZrO2 |
2700 |
2500 |
TiB2 |
2903 |
2500 |
|
ThO2 |
3050 |
2700 |
|
ZrB2 |
3060 |
2700 |
|
Карбид титана ....... |
TiC |
3140 |
2700 |
ZrC |
3540 |
3000 |
Тигли из магнезии хорошо выдерживают соприкосновение с основными расплавами, так как магнезия обладает основными свойствами. Они больше подходят для плавления при получении чистого Mn и некоторых специальных сплавов. Однако MgO обладает летучестью при температурах выше 2100° С. Поэтому применение тиглей из MgO практически считается возможным до 2000° С. Применение их для нагревания до 2400° С возможно, когда летучесть MgO не будет как-либо отражаться на процессе.
Во многих случаях вместо глинозема можно пользоваться окисью циркония, но тигли из этого материала менее устойчивы, чем глинозем, при работе в восстановительной среде.
Тигли из двуокиси тория как чистой, так и в комбинации с глиноземом в качестве внутренней футеровки используют для плавки титана, чистой платины и других металлов при температуре выше 1800° С.
Размеры и форма тиглей из окислов и других огнеупорных материалов бывают самыми разнообразными. Из этих же огнеупорных материалов изготовляют трубки, шпатели, пластины и круги для фильтрования.
При пользовании тиглями из окислов металлов нужно учитывать, что хотя эти окислы химически очень стойки, все же они в некоторых случаях могут вступать в реакцию с расплавами, особенно минералов, так как твердые вещества обладают способностью вступать во взаимодействие, особенно при высокой температуре.
см. также
- Стеклянная посуда (1 2 3)
- Посуда специального назначения (1 2 3 4)
- Лабораторная стеклянная посуда с нормальными шлифами
- Мерная посуда
- Проверка калиброванной посуды
- Несколько замечаний о сортах стекла
- Химическая посуда из новых материалов
- Фарфоровая и высокоогнеупорная посуда
- Фарфоровая посуда
- Высокоогнеупориая посуда
- Кварцевая посуда
- Металлическое оборудование
- Лабораторный инструментарий