石墨坩埚是一种在冶金、铸造、机械、化工等工业部门广泛应用的容器，以下是对石墨坩埚的详细介绍：
一、定义与用途
石墨坩埚，又称熔铜包、熔铜等，是指以石墨、粘土、硅石和腊石为原料烧制而成的一类坩埚，专门用于盛装熔融金属、化学试剂等物质，在高温环境下进行加热、反应或熔融等操作。它主要用来熔炼紫铜、黄铜、金、银、锌、铅等有色金属及其合金，在合金工具钢冶炼和有色金属及其合金的冶炼中发挥着重要作用。
二、类型与原料
石墨坩埚主要分为天然石墨质和人造石墨质两类。
- 天然石墨质坩埚是以天然鳞片石墨为主体原料，加入粘土及其它耐火质原料（如硅石、腊石等）制成的。这种坩埚在强度和抗热冲击性方面表现优越，用于钢铁、铜、铜合金及其它有色金属的熔解。
- 人造石墨质坩埚则是指用人造石墨块经过机械加工制作而成的石墨坩埚。其质量的优劣与工艺成型方法有重要关系，成型方法决定坩埚坯体的结构、密度、气孔率和机械强度。
石墨是坩埚生产的主要原料，在配料中占45~55%，以结晶形的鳞片状和针（块）状石墨为佳。我国生产石墨坩埚普遍采用鳞片状中碳石墨，含碳量一般为85~93%。根据坩埚的性能用途、型号规格选择石墨粒度。耐火粘土主要起可塑成型无机粘结剂的作用，要求粘土成分纯洁、可塑性强、理化性能稳定，并具有较高的耐火度和良好的热效应。
三、特点与性能
石墨坩埚具有一系列优良特点，使其在高温环境下具有出色的性能：
- 耐高温：石墨材料具有极高的耐高温性，使得石墨坩埚能够在高温下长时间稳定工作。
- 导热性能强：石墨坩埚具有优异的导热性能，能够快速传递热量，提高熔炼效率。
- 抗腐蚀性能好：石墨坩埚对酸性、碱性溶液具有较强的抗蚀性，化学稳定性优良，在熔炼过程中不参与任何化学反应。
- 使用寿命长：由于石墨坩埚具有上述优良特点，因此其使用寿命相对较长，能够降低生产成本。
此外，石墨坩埚内壁平滑，被熔化的金属液体不易渗漏和粘附在坩埚内壁，使金属液体有良好的流动性和浇铸性，适用于各种不同模具浇铸成型。
四、制作流程
石墨坩埚的制作流程需要经过多种工艺才能完成，主要包括以下四个阶段：
- 预热烧成阶段：窑温在100~300℃，是除去石墨坩埚残留水分的过程。需要打开窑口天窗，放慢升温速度，严格控制温度。
- 低温烧成阶段：窑温在400~600℃，是坩埚烧结的低温阶段。随着窑炉升温，坩埚中的结合水开始分解并被去除，升温速度仍要缓慢。
- 中温烧成阶段：窑温在700~900℃。此时，粘土中的无定形Al2O3部分转化为Y型结晶Al2O3，石墨和熟料结合凝固成一个整体。同时，坩埚的外釉层随着温度的升高逐渐熔化，形成一层玻璃釉膜封闭或覆盖在坩埚表面，保护坩埚不被氧化。
- 高温烧成阶段：窑温在1000~1200℃。此时，坩埚中的粘土经中温烧制凝固，逐渐转变为莫来石。釉层完全熔化，形成玻璃状釉膜封于坩埚表面。
五、养护与保存
石墨坩埚在仓储保管和使用过程中需要注意以下几点：
- 防潮：石墨坩埚最怕受潮，受潮后对质量有很大影响。如果使用受潮的坩埚会出现破裂、爆片、掉帮和掉底等现象，造成熔化金属的损失，甚至发生工伤事故。因此，石墨坩埚应存放在干燥通风的库房中，并将温度保持在5~25℃之间，相对湿度为50~60%。
- 避免急剧冷却：石墨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。
- 储存要求：储存石墨坩埚的库房要干燥通风，散装的石墨坩埚应放在木架上，以离地面25~30cm为宜；整装件（如木箱、柳条筐篓或草袋包装）的货垛下面须垫枕木，离地面不低于20cm，在枕木上铺垫一层油毡更利于隔潮。码放一段时期必须倒垛，倒垛时间间隔一般为两个月，如果地面潮气不大，可三个月倒垛一次。
综上所述，石墨坩埚是一种具有优良特点和性能的容器，在冶金、铸造等工业部门中发挥着重要作用。在使用过程中，需要注意其养护与保存方法，以确保其长期稳定运行并延长使用寿命。
