有一种锅，甭说煮酸菜白肉了，就连一千六百度滚烫的钢水倒进去都文风不动。它不带怕的，稳稳当当站着，
有一种锅，甭说煮酸菜白肉了，就连一千六百度滚烫的钢水倒进去都文风不动。它不带怕的，稳稳当当站着，连个疤都不留。这不是游戏里的神装道具，也不是科幻电影里的外星配备，而是实打实存在于我们工业国际里的“狠人物”：坩埚。
你认为锅便是炒菜用的？那你可太小看它了。这玩意儿但是炼钢、冶金、资料组成的暗地功臣，没有它，现代工业就得瘫一半。
你手机里的金属元件、轿车发动机里的合金、乃至火箭喷嘴上的耐高温涂层，背面都有它的影子。它到底是个啥？是铁做的？陶瓷？仍是什么奥秘资料？
提到坩埚，许多人榜首反响是化学课上那个小瓷碗，教师拿它点缀粉末，放在酒精灯上烧。那只是最根底的版别。真实的工业坩埚，那但是能扛得住炼钢炉温度的“铁血兵士”。你知道炼钢要多少度吗？一般碳钢熔化就得一千五百度往上走，特种合金乃至迫临一千七百度。
在这种环境下，一般钢铁早就化成一滩红水了，可坩埚呢？它不但不化，还得稳稳托住这些滚烫的金属液体，任你翻江倒海，我自纹丝不动。
最早的坩埚其实很朴素，便是用黏土烧出来的陶器。但这种陶器有个丧命缺点：脆，并且不耐高温冲击。一冷一热，立马开裂。后来人们发现，如果在黏土里掺进一些天然石墨，状况就不相同了。
石墨这东西，别看它软趴趴的，能拿来写字，可在高温下，它反而特别安稳，导热好，胀大小，还不简单被金属液潮湿。这就让坩埚具有了开端的抗热震才能和耐腐蚀性。
所以18世纪末，英国人开端大规模运用石墨黏土坩埚来锻炼高碳钢，这是现代坩埚技能的起点。
真实把坩埚面向工业舞台中心的，是一个叫本杰明·克雷多斯的人吗？不，其实正史上并没这个姓名。精确地说，坩埚炼钢法的奠基者是英国的一位挂钟匠身世的冶金学家：本杰明·亨茨曼。
时刻回到1740年代，那时候欧洲的钢原料量遍及不行，做出来的刀具简单卷刃，挂钟发条也常常开裂。亨茨曼不满意，他想搞出更纯洁、更均匀的钢。可其时的炼钢方法，比方搅炼法，底子达不到他的要求。
所以他爽性自己着手，在谢菲尔德的乡间建了个小作坊，开端鼓捣一种全新的炼钢方法。他用密封的黏土石墨坩埚，把渗碳铁料和木炭一起封进去，放进焦炭炉里渐渐加热。这一烧便是好几个小时，温度渐渐升到一千五百度以上。
坩埚把金属和燃料离隔，避免了杂质混入，炼出来的钢纯度极高。这种“坩埚钢”敏捷成了高端刀具、工具钢的代名词，谢菲尔德也因而成了国际闻名的钢铁之城。
亨茨曼没拿专利，也没大肆宣扬，但他这套方法彻底改变了冶金史。从那一刻起，坩埚不再是个容器，而是一种精细制作的标志。
资料也在一直在晋级，光靠石墨黏土，到了20世纪中期就有点不行用了。航空航天、核能、半导体这些高精尖范畴对资料的要求渐渐的升高，动不动就要两千度以上的环境。这时候，新式坩埚资料就上台了。
氧化铝（刚玉）坩埚开端遍及，它由高纯度氧化铝粉末烧结而成，耐温能到一千八百度，还不跟大多数金属反响。再往上氧化锆坩埚呈现了，它的耐热性更好，特别合适熔炼钛、锆这类生动金属。
还有氮化硼坩埚，俗称“白色石墨”，尽管姓名带石墨，但它彻底是另一种物质，层状结构让它既耐高温又光滑，常用于单晶成长。
最牛的还得说是铱坩埚，这玩意儿贵得离谱，一公斤铱资料价格堪比黄金数倍，但它能扛住两千四百度的极点高温，并且简直不跟任何熔融金属反响，是拉制蓝宝石晶体、稀土金属提纯的首选。
你说它凶猛不凶猛？一个锅，顶得上一辆豪车，还只能用几回就得作废，可工业上离不了它。
你可能会问，已然这么贵，为啥不必其他方法？直接让金属触摸炉壁不行吗？这就得提到坩埚的中心价值了：阻隔。在冶金进程中，最怕的便是污染。哪怕万分之一的杂质，都可能让整炉金属作废。
比方炼高纯度硅做芯片，只需混进一点点铁或铜，半导体功能就会大打折扣。坩埚就像一个“无菌操作台”，把熔融金属和外界彻底离隔。一起它还得接受巨大的热应力，从室温升到上千度，再冷却下来，资料会重复胀大缩短。
许多资料不是被烧化的，而是被“胀”裂的。所以现代坩埚规划，不只要选对资料，还得考究结构。比方有的坩埚做成薄壁加外支撑，有的内部涂上抗氧化涂层，还有的选用复合结构，外层耐压，内层耐腐。
这些细节，都是几十年乃至上百年经历堆集的成果。我们国家在这方面起步晚一点，但前进很快。
上世纪50年代，中科院上海硅酸盐研究所就开端攻关高功能陶瓷坩埚，后来连续突破了氧化铝、氧化镁、氮化硼等多种资料的国产化。
现在我国的坩埚不只能满意国内需求，还大量出口到日韩和欧洲，用在高端电子资料出产线上。
坩埚的使用远不止冶金，在试验室里，它仍是化学反响的“战场”。比方组成新式陶瓷粉体，往往需要在高温下让几种质料充沛反响，坩埚便是这一个进程的容器。
科学家们乃至会依据反响性质选不相同原料的坩埚：复原性气氛用石墨，强碱环境用镍坩埚，氟化物反响则非铂金或蒙乃尔合金不行。每一种挑选背面，都是对资料化学性质的深刻理解。
有些坩埚还能“自我维护”，比方某些含碳化硅的复合坩埚，在高温下表面会构成一层细密的二氧化硅玻璃膜，这层膜能阻挠氧气持续腐蚀内部资料，相当于给自己穿上了“防火衣”。
从亨茨曼在谢菲尔德的小作坊里榜首次成功熔炼出高质量钢锭，到今日太空级单晶叶片在铱坩埚中慢慢成型，三百多年过去了，坩埚的方式变了，资料换了，精度高了，但它的用处始终如一，那便是承载高温，看护纯洁，你说坩埚厉不凶猛？
点击获取报价
