金屬熔化后的溫度一般都在幾千度以上，還被賦予了很強(qiáng)的塑性，可以用來制作合金和各種器物。 但是什么樣的東西可以容納那些金屬而不被“燒壞”呢？
那就是坩堝。
坩堝具備什么樣的能力才能“勝任”這份工作？
雖然，每個(gè)人家里都有一個(gè)坩堝
坩堝是一種廣泛用于加熱或固化固體材料的儀器。 在物理實(shí)驗(yàn)室中，它是加熱和反應(yīng)實(shí)驗(yàn)材料的容器； 在制鞋廠中，它是熔化、提煉金屬液體的工具，可用于冶煉金屬、燒制陶瓷、化學(xué)反應(yīng)等。
別說有多高大上，雖然，我們每個(gè)人家里都有一個(gè)“坩堝”。
如果你在網(wǎng)上搜索與坩堝相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，你很有可能會(huì)看到一種不可思議的坩堝——土豆坩堝。 沒錯(cuò)，就是菜市場能買到的食用紅薯。 看到這一幕，更是不可思議。 剛才說了坩堝是用來冶煉金屬的。 這是否意味著日常用來做飯的紅薯也可以用來加熱和保溫?cái)?shù)千度的金屬？
別懷疑，紅薯確實(shí)可以。
之前抖音有博主用紅薯坩堝熔化金屬，操作非常簡單。 首先，取出一個(gè)紅薯，在它前面切一個(gè)洞； 然后倒入銅絲，直接用火炬加熱。
可以看到，隨著紅薯暴露在火焰中的一面被熏黑焦化，灌入其中的銅絲也熔化了，熔化的銅絲并沒有燒穿芋頭，而是很好的放在了上面。
博主后來用紅薯坩堝熔化了一塊鋁。 鋁塊也熔化了，不過比起之前的銅塊，這次熔化的鋁水充滿了整個(gè)芋頭坩堝。
博主給紅薯坩堝開了個(gè)孔，把鋁水放進(jìn)模具里，冷卻后做成了一個(gè)小錠，也證明了紅薯坩堝真的是一個(gè)可以在某些情況下使用的坩堝。
這時(shí)候從邊緣可以看到，被燒焦的紅薯坩堝表層已經(jīng)脫落，變成了焦炭一樣的灰色，雖然這是坩堝能盛鋁水的“秘密”。 紅薯經(jīng)過低溫灼燒，表面的水分蒸發(fā)掉，只剩下一層致密的碳層。 該碳層將不再因溫度低而發(fā)生大的反應(yīng)。 說白了就是不能燃燒，所以能承受噴槍和鋁水的低溫，把鋁水牢牢的握住。
為什么坩堝不怕燒？古往今來，就有這種材料可以用來制作坩堝
人類與一起度過的歷史，實(shí)在是太久遠(yuǎn)了。
迄今為止發(fā)現(xiàn)的最早的坩堝是在土耳其中部發(fā)現(xiàn)的一個(gè)坩堝，大約在公元前七千年左右使用。 已知最早在坩堝中冶煉鐵的地方是西歐和俄羅斯部分地區(qū)的漢墓，時(shí)間可追溯到公元前 6 世紀(jì)末至公元前 5 世紀(jì)初。
坩堝在中國的使用可以追溯到幾千年前。 如廣東喜洲鑄銅遺址出土了三種形狀的坩堝。 一種用灰陶罐或大口塑像制成，內(nèi)外涂上厚厚的雜草泥。
另一種壁厚，口大，下有長尾，便于插入和倒置。 形似頭盔，又稱“將軍盔”，內(nèi)嵌銅渣。
還有一種完全由草混泥條制成的壁胎。 器形碩大，內(nèi)壁有燒痕，粘有銅渣。 陶胎呈黑色，外壁呈紅褐色。
可見當(dāng)時(shí)我們的坩堝主要是粘土做的，不為別的，只是因?yàn)檎惩磷兊酶突穑灾饕怯脕硪睙掋~的。 當(dāng)時(shí)還沒有火焰噴槍，為了耐火性高，坩堝做得很厚。 如果在坩堝外用火加熱坩堝，熱效率會(huì)很低。
因此，為了提高熱效率，在冶煉鐵和銅時(shí)，先賢們會(huì)把銅和木炭一起放入坩堝，點(diǎn)燃后，往里面吹氣，相當(dāng)于讓銅直接接觸火，從而獲得更好的冶煉療效。 這也是那些出土的坩堝內(nèi)壁會(huì)有燒痕的原因。
以前的坩堝還是遵循這些“內(nèi)加熱”的原理，只是在形狀和材質(zhì)上會(huì)有一些變化。 形狀的改變是為了改進(jìn)噴砂工藝，進(jìn)而達(dá)到并保持較高的爐溫； 材料不僅是陶器，還混有沙子、石英、粘土等材料，主要目的是提高坩堝的耐低溫性能。
這些煉鋼方法代代相傳，曾使國外許多地區(qū)成為煉鋼大省。 例如，廣東就有2000多年的“坩堝煉鐵”歷史。
近代以來，坩堝的材質(zhì)更加多樣化，用途也更加廣泛??。 按材質(zhì)分類，主要可分為石墨坩堝、粘土坩堝和金屬坩堝三大類。
石墨坩堝是指由石墨、粘土、二氧化硅和蠟石等材料焙燒而成的一類坩堝，可耐低溫至1800℃。 此類坩堝物理性能穩(wěn)定，耐腐蝕性能好，耐低溫，熱膨脹系數(shù)小。 內(nèi)壁光滑，不易漏水或粘熔料，故常用于有色金屬及其合金的煉鐵。
粘土坩堝，由粘土、石墨、熟料或方解石制成，熔點(diǎn)3850℃，沸點(diǎn)4250℃，熱膨脹系數(shù)小。 主要用于堿液的蒸發(fā)、濃縮或結(jié)晶，以及固體物質(zhì)的燃燒。
金屬坩堝的種類很多，如熔煉合金用的鑄鐵坩堝，耐強(qiáng)酸、耐腐蝕的鎳坩堝，加熱非金屬材料用的鉑金坩堝等。
還有很特別的石英坩堝。 這些坩堝近年來一直供不應(yīng)求。 這是由于它們含量高、耐溫性強(qiáng)、尺寸大、精度高、保溫好、節(jié)能、質(zhì)量穩(wěn)定。 它們可以在 1450°C 的溫度下使用。 可用于拉制半導(dǎo)體、太陽能用大半徑單晶，也是國外發(fā)展光伏等大規(guī)模集成電路不可缺少的基礎(chǔ)材料。
以上坩堝的共同特點(diǎn)是耐低溫，它們所能承受的最低溫度也不一樣，這也解釋了它們“不怕燒”的原因。 所謂不怕燒，雖然他們工作時(shí)承受的體溫已經(jīng)達(dá)到了他們所冶煉物品的熔點(diǎn)，而沒有達(dá)到自己的熔點(diǎn)，而且坩堝的導(dǎo)熱性也很強(qiáng)，這可以防止局部發(fā)熱。 坩堝的內(nèi)容物熔化，坩堝不會(huì)被破壞或熔化。
例如熔點(diǎn)為961.78℃的銀在石墨坩堝中熔煉，溫度只要降到銀的熔點(diǎn)就可以達(dá)到目的，而這樣的體溫對石墨坩堝幾乎沒有影響耐溫1800°C。
之所以發(fā)明這么多材質(zhì)的坩堝，是因?yàn)樗睙挼奈镔|(zhì)熔點(diǎn)不同，用于不同用途時(shí)需要加熱的體溫也不同。 因此，所需的坩堝必須具有不同的耐受溫度和特性。
不燃坩堝是怎樣煉成的？
金屬器皿是在坩堝中熔化金屬制成的，那么坩堝是怎樣制成的呢？ 由于沒有可以托住“熔煉坩堝”的工具，所以坩堝不是熔煉而成的。 市場上的坩堝大多是將材料加工成塑性狀態(tài)，如將固體材料粉碎成粉末，然后通過磨料壓力成型、手工成型、滾塑成型和模壓成型等方式進(jìn)行化學(xué)壓力成型。
事實(shí)上，一些金屬坩堝中的金屬仍然可以通過熔化與其他材料混合，然后成型； 石英坩堝也有灌漿或澆注的方法。
看到這里，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)，這坩堝可不是什么逆天的東西。 它只是一個(gè)普通的冶煉幫手，匯集了古往今來鐵匠和研究者的智慧。 就像過去的幾千年一樣，坩堝在未來。 也將繼續(xù)在煉金、??陶瓷、化工等領(lǐng)域大放異彩，不斷擴(kuò)大“業(yè)務(wù)范圍”，帶動(dòng)更多產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
最后溫馨提示：紅薯坩堝其實(shí)很有趣，但如果沒有專業(yè)經(jīng)驗(yàn)，還是不要輕易嘗試。 看完視頻也是一種很開心的體驗(yàn)形式。
