作为化学仪器的重要组成部分，坩埚是熔化和精炼金属液体以及固液加热、反应的容器，是保证化学反应顺利进行的基础。历史上，坩埚最开始是用黏土制成的，而铂的最早用途之一也是用于制备坩埚。但随着制备技术的发展，坩埚如今已经可以由任意能够熔化或改变其内容物的材料组成。

爱迪生使用过的三个坩埚及燃炉

坩埚的种类型号规格较多，可任意选择，适用性较强，并可保证被熔炼物质的纯度。其中，陶瓷坩埚是坩埚中的重要组成部分，而陶瓷坩埚中根据原材料又可分为石英坩埚、刚玉坩埚、氮化硼坩埚、氧化锆坩埚等，根据各自的性质在不同场合被使用。

由于前两者较为常见，所以大家对其了解也较深；但后两者应用较少，大部分人对它们可能比较陌生，但在某些领域，它们同样起到不可替代的作用。下文中，小编将对这些为人熟知或不知的陶瓷坩埚做一个简单的介绍和总结，来看看它们到底在哪最“适得其所”。

尺寸不同的两个坩埚

一、石英陶瓷坩埚

石英陶瓷坩埚，全称为高纯熔融石英陶瓷坩埚（二氧化硅含量≥99.9%），是以高纯熔融石英为原料做成的陶瓷质坩埚，具有结构精细、热导率低、热膨胀系数小、热震稳定性好、电性能好、耐化学侵蚀性好等特点，因此石英陶瓷坩埚在玻璃深加工行业、冶金工业、电子工业、化工工业、航空航天等领域得到广泛应用。一般情况下，其形状主要有方形和圆筒形。

随着环保能源的重视和发展，太阳能作为绿色能源受到世界各国的普遍重视，用于太阳能转换的多晶硅的用量急剧增加，从而促进了多晶硅生产的快速发展。因此相应的大尺寸薄壁方形熔融石英陶瓷坩埚的用量也在急剧增大，国际上对它的市场前景十分看好。

二、刚玉坩埚

刚玉坩埚，学名氧化铝坩埚，人们通常会把氧化铝含量超过95%以上的坩埚称为刚玉坩埚。刚玉坩埚质坚而耐熔，耐高温、不耐酸碱、耐急冷极热、耐化学腐蚀，适于用无水Na₂CO₃等一些弱碱性物质作熔剂熔融样品，但不适于用Na₂O₂、NaOH等强碱性物质和酸性物质作熔剂熔融样品。

99.70%刚玉坩埚刚玉坩埚在1650℃—1700℃的氧化和还原气氛中，具有良好的高温绝缘性和机械强度，短期内使用温度最高可达1800℃。根据应用的条件，氧化铝坩埚有多种尺寸和形状可供选择。

三、氮化硼坩埚

氮化硼常用的类型有立方氮化硼(C-BN)及六方氮化硼(P-BN)，其中，氮化硼坩埚通常是由P-BN组成的。P-BN陶瓷具有良好的耐热性、热稳定性、导热性、高温介电强度，是理想的散热材料和高温绝缘材料。

介于P-BN优秀的化学稳定性，它能抵抗大部分熔融金属的浸蚀，又因为上述中的高温绝缘特性、导热性高、热膨胀性低性能，最适合作为在半导体制程等严格的环境条件下所使用的材料。P-BN坩埚常用于熔炼金属及半导体，它在真空下的使用温度高达1800度，气氛保护下使用温度最高可达2100℃，一般用氮气或者氩气保护（气氛保护是为了不使坩锅氧化）。

四、氧化锆坩埚

氧化锆的熔点比锆高，达2700℃，是自然界中耐火性能最好的材料之一，即使加热到1900℃也不会与熔融的铝、铁、镍、铂等金属以及硅酸盐和酸性炉渣等发生反应，所以用氧化锆材料制作的坩埚能成功地熔炼铂、钯、钌、铯等铂族贵金属及其合金。

值得注意的是，虽然氧化锆相比氧化铝价格较高，但在2000℃以上的高温炉中使用是其他氧化物材料无法取代的特种氧化物耐火材料。

五、氧化钇坩埚

氧化钇(Y2O3)陶瓷是一种高性能陶瓷，具有优良的耐热、耐腐蚀和高温稳定性。氧化钇的熔点大于2400℃，且在高温下较难与某些活泼金属（如Ti、Al、Hf、Nb等）发生反应。以高纯Y₂O₃为主要组成的坩埚，有潜力用于熔化Ti和Ti合金，或任何氧敏感的熔融工艺。

不过由于Y₂O3的高熔点性，其加工存在一定难度，在国外有厂商通过热等静压（HIP）法来制备。同时厂商还备注道，由于Y₂O3本身非常脆，若加热或冷却的速度太快（厂商标注为高于5℃/ min），坩埚有可能会发生破裂。

资料/图片来源：

氧化锆材料种类及应用任永国,刘自强,杨凯,周焕忠,顾幸勇.

www.mtixtl.com；en.wikipedia.org；www.samaterials.com；www.dysontc.com

粉体圈 作者：小榆