石墨坩埚制造工艺

　　石墨坩埚制造工艺

　　石墨坩埚干燥后，按半成品标准检查石墨下垂度。合格产品进入施釉工序施釉，釉层干燥后入窑烧制。烧结的目的是提高坩埚的密度和机械强度，提高产品质量。

　　烧结原理:

　　石墨挂件在石墨坩埚中烧结过程中，坯体结构发生了一系列变化，主要是塑性耐火粘土。坩埚烧制的基本过程可以分为以下四个阶段:

　　(1)预热和烘烤。窑温100≤300℃，是除去石墨坩埚中残留水分的过程。窑口天窗要打开，升温速度要慢，特别是石墨坩埚石墨箱内残留水分超过3%时，要严格控制温度，容易造成坩埚裂纹和爆炸事故。

　　(2)低温烧结阶段，4 0 0℃和6 0 0℃。坩埚烧结的低温阶段随着窑温的升高，坩埚中的结合水开始分解除去。主要成分A1203和Si02曾经在粘土中形成游离状态:坩埚表面的釉层还没有熔化，所以加热速度应该还是比较慢的。如果加热速度过快、不均匀，也容易发生爆炸、坍塌事故。

　　(3)中温烧结阶段:700℃和900℃此时，粘土中的无定形Al203可以部分转化为Y型晶体Al203。当窑内温度逐渐升高时，以游离状态存在的Al _ 203和Si _ 0’结合形成坚硬的硅酸盐固化产物(也称百法)。坩埚内的石墨和熟料连接固化为一体。在中温烧结过程中，石墨坩埚的外釉层随着温度的升高逐渐熔化，形成玻璃釉膜，密封或覆盖在坩埚表面，保护坩埚不被氧化。

　　(4)高温烧结阶段:该阶段的温度为100-1200 cc。此时坩埚中的粘土在中温下烧结固化，然后逐渐转化为莫来石。在此期间，升温速度应快于中温(俗称放大火过程)，窑内火焰应控制为中性焰或还原焰。在坩埚高温烧结过程中，釉层完全熔化，形成玻璃釉膜，密封在坩埚表面。如果烧结温度超过釉的温度极限，就容易流出坩埚，造成坩埚氧化。密度、硬度、耐火性、负荷软化点都高，热膨胀系数小。

　　在坩埚的结构中，起着凝固、硬化和装载的重要作用。因此，在坩埚烧结过程中，由于塑性耐火粘土的热效应，石墨与熟料固结为一个具有一定机械强度的整体。因此，烧结温度和操作过程中的温度控制对石墨坩埚的质量和使用寿命有重要影响。