自持式坩堝的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種自持式坩堝，該坩堝本體（1）采用的材質(zhì)與其所要加熱的物質(zhì)相同；該坩堝本體（1）的外表面還包覆有雙層冷卻結(jié)構(gòu)（2），冷卻結(jié)構(gòu)（2）包括冷卻內(nèi)層（21）和冷卻外層（22）；冷卻外層（22）的底部設(shè)置有冷卻介質(zhì)進(jìn)口（31），冷卻外層（22）的頂部設(shè)置有冷卻介質(zhì)出口（32）。本坩堝在加熱時(shí)，由其外部的冷卻結(jié)構(gòu)的配合作用，使得坩堝內(nèi)的物質(zhì)能夠由加熱中心向外圍逐步呈現(xiàn)沸騰、熔融、凝固三種狀態(tài)，并以熔融區(qū)和凝固區(qū)的產(chǎn)物保護(hù)加熱中心的汽化的目標(biāo)產(chǎn)物以及坩堝本體，適用于任何高熔沸點(diǎn)金屬或其他物質(zhì)（晶體結(jié)構(gòu)）熔化、沸騰或揮發(fā)的操作。
【專利說明】自持式坩堝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種坩堝，尤其涉及一種能夠適用于高沸點(diǎn)物質(zhì)加熱的坩堝。
【背景技術(shù)】
[0002]坩堝是用極耐火的材料(如粘土、石墨、瓷土、石英或較難熔化的金屬鐵等)所制的器皿或熔化罐，主要用于灼燒固體物質(zhì)，以及溶液的蒸發(fā)、濃縮或結(jié)晶。
[0003]在實(shí)際的科研實(shí)驗(yàn)或工業(yè)化生產(chǎn)中，為了使某種物質(zhì)或高熔沸點(diǎn)金屬熔化、沸騰或揮發(fā)，首先要先選擇熔點(diǎn)高于此種物質(zhì)或金屬沸點(diǎn)的坩堝，然后才能將其放入坩堝內(nèi)加熱，再進(jìn)行熔化、沸騰、揮發(fā)等操作?，F(xiàn)有技術(shù)中，有些坩堝的熔點(diǎn)較高(1600°C以上)，但是，對(duì)于高沸點(diǎn)的金屬(如金屬鉭的沸點(diǎn)為5425°C)來講，現(xiàn)有坩堝在此種情況下仍然無法滿足耐高溫的要求，而且坩堝經(jīng)常遇高溫加熱，導(dǎo)致其壽命較短，不利于大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述現(xiàn)存的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種自持式坩堝，以達(dá)到經(jīng)加熱將任何高熔沸點(diǎn)金屬或其他物質(zhì)(晶體結(jié)構(gòu))熔化、沸騰或揮發(fā)的功用。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種自持式坩堝，該坩堝本體采用的材質(zhì)與其所要加熱的物質(zhì)相同；該坩堝本體的外表面還包覆有雙層冷卻結(jié)構(gòu)，冷卻結(jié)構(gòu)包括冷卻內(nèi)層和冷卻外層；冷卻外層的底部設(shè)置有冷卻介質(zhì)進(jìn)口，冷卻外層的頂部設(shè)置有冷卻介質(zhì)出□。
[0006]進(jìn)一步的，所述的冷卻內(nèi)層采用不銹鋼材質(zhì)，耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質(zhì)和酸、堿、鹽等化學(xué)浸蝕性介質(zhì)腐蝕，同時(shí)兼?zhèn)淠蜔嵝阅?，適用于坩堝的使用環(huán)境。
[0007]進(jìn)一步的，所述的冷卻外層采用不銹鋼材質(zhì)，耐熱性能及耐腐蝕性能俱佳，可延長(zhǎng)使用壽命。
[0008]進(jìn)一步的，所述的冷卻結(jié)構(gòu)內(nèi)所流通的冷卻介質(zhì)為水，水來源廣、價(jià)格低、成分穩(wěn)定不易變質(zhì)。
[0009]與現(xiàn)有的坩堝相比，一方面，本實(shí)用新型采用與其所要加熱的物質(zhì)相同的材質(zhì)，使得坩堝的熔沸點(diǎn)與所要進(jìn)行熔化、沸騰或揮發(fā)等操作的高熔沸點(diǎn)金屬或其他物質(zhì)(晶體結(jié)構(gòu))相同，無懼在高溫加熱時(shí)，坩堝因熔沸點(diǎn)過低而先融化的情況，可有效解決現(xiàn)有坩堝不適用對(duì)高熔沸點(diǎn)物質(zhì)的加熱、熔化、沸騰、揮發(fā)等操作的問題。
[0010]另一方面，本實(shí)用新型增設(shè)冷卻結(jié)構(gòu)，使在坩堝本體內(nèi)加熱的物質(zhì)呈現(xiàn)三種狀態(tài)，處于其中心加熱點(diǎn)的物質(zhì)達(dá)到沸騰揮發(fā)狀態(tài)，處于加熱點(diǎn)稍外圍的物質(zhì)為熔融狀態(tài)，處于加熱點(diǎn)最外圍的物質(zhì)為固體狀態(tài)，尤其為獲取中心沸騰區(qū)的氣態(tài)物質(zhì)，熔融區(qū)的液態(tài)物質(zhì)在氣態(tài)物質(zhì)外圍，可作為氣態(tài)物質(zhì)的分界線和保護(hù)介質(zhì)，凝固區(qū)的固態(tài)物質(zhì)可作為氣態(tài)物質(zhì)以及坩堝本體的防護(hù)介質(zhì)。
[0011]此外，本實(shí)用新型還具有以下有益效果:坩堝內(nèi)無需添加異物即可加熱高熔沸點(diǎn)物質(zhì)，可避免污染產(chǎn)品；采用冷卻結(jié)構(gòu)可有效保護(hù)坩堝本體不受過熱的侵襲，以延長(zhǎng)坩堝的使用壽命；安裝工藝簡(jiǎn)單明了，安裝周期短，利于大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為本實(shí)用新型的實(shí)施示意圖。
[0014]圖中:1、坩堝本體，2、冷卻結(jié)構(gòu)，21、冷卻內(nèi)層，22、冷卻外層，31、冷卻介質(zhì)進(jìn)口，32、冷卻介質(zhì)出口。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0016]如圖1所示，為能夠勝任加熱高沸點(diǎn)物質(zhì)，本實(shí)用新型的坩堝本體I采用的材質(zhì)與其所要加熱的物質(zhì)相同，便可克服普通坩堝材質(zhì)熔點(diǎn)不足等缺陷，以便順利對(duì)任何高熔沸點(diǎn)金屬或其他物質(zhì)(晶體結(jié)構(gòu))進(jìn)行熔化、沸騰或揮發(fā)等操作。
[0017]并且，坩堝本體I的外表面還包覆有雙層冷卻結(jié)構(gòu)2，冷卻結(jié)構(gòu)2設(shè)置有冷卻內(nèi)層21和冷卻外層22。本實(shí)用新型在加熱時(shí)，還能利用坩堝本體I外圍包覆的兩層冷卻結(jié)構(gòu)2，使得貼近坩堝加熱部分的冷卻介質(zhì)持續(xù)流動(dòng)，攜帶走大量的熱量，從而保證坩堝本體I的持續(xù)散熱，而不被高熱輕易熔化。
[0018]上述實(shí)施例中，冷卻內(nèi)層21和冷卻外層22可選用玻璃、陶瓷、不銹鋼等材質(zhì)，為保證密閉的效果，以及裝置的耐熱耐腐蝕性能，延長(zhǎng)裝置的使用壽命，所述的冷卻內(nèi)層21和冷卻外層22優(yōu)先采用不銹鋼材質(zhì)。
[0019]上述各實(shí)施例中，常用的冷卻介質(zhì)可為水、油、淬火劑等，綜合考慮冷卻介質(zhì)性能、成本和方便性，冷卻結(jié)構(gòu)2內(nèi)所流通的冷卻介質(zhì)選擇為水，冷卻外層22的底部設(shè)置有冷卻介質(zhì)進(jìn)口 31，可通過管路與自來水管相連接，對(duì)冷卻結(jié)構(gòu)2進(jìn)行通水，而冷卻外層22的頂部設(shè)置有冷卻介質(zhì)出口 32，可通過軟管將冷卻結(jié)構(gòu)2中的水流排走或回收。
[0020]使用時(shí)，因坩堝本體I的厚度及幾何尺寸與物質(zhì)的熔沸點(diǎn)相關(guān)，故而在實(shí)施時(shí)，首先根據(jù)坩堝所要加熱的物質(zhì)的熔沸點(diǎn)，選擇幾何尺寸合適的坩堝，所要加熱的物質(zhì)的熔沸點(diǎn)越高，所選坩堝本體I的厚度及幾何尺寸也可相應(yīng)的增大。
[0021]為獲得某高熔沸點(diǎn)的金屬的氣態(tài)物質(zhì)，如圖2所示，加熱時(shí)，加熱源選用等離子電弧，自坩堝本體I正上方，對(duì)坩堝本體I內(nèi)中心點(diǎn)的物質(zhì)進(jìn)行加熱，一邊加熱一邊利用冷卻結(jié)構(gòu)2內(nèi)的水流對(duì)坩堝本體I進(jìn)行冷卻，則坩堝本體I在中心加熱和外圍冷卻的雙重作用下，在其內(nèi)加熱的物質(zhì)可大致形成三種狀態(tài):坩堝本體I中心處為沸騰區(qū)，是最接近加熱源的核心區(qū)域，此加熱中心點(diǎn)處的物質(zhì)為沸騰揮發(fā)的氣態(tài)，所產(chǎn)生的氣化的金屬物質(zhì)即為目標(biāo)物質(zhì)；坩堝本體I內(nèi)最外圍處為凝固區(qū)，離加熱源最遠(yuǎn)、且最接近密閉的冷卻結(jié)構(gòu)2，此處的物質(zhì)被冷卻為低于熔點(diǎn)的固態(tài)，并且所要加熱的物質(zhì)與坩堝本體I為同一材質(zhì)，則此處的固態(tài)物質(zhì)沉覆在坩堝本體I的內(nèi)表面，加厚坩堝本體I的壁厚，不僅能夠保護(hù)坩堝本體I不受高溫熔壞，還能夠防止中心沸騰區(qū)內(nèi)的核心物質(zhì)向外圍滲漏；而介于上述兩者間的區(qū)域?yàn)槿廴趨^(qū)，所得的物質(zhì)即為熔融的液態(tài)，將沸騰區(qū)的物質(zhì)圈起，是氣態(tài)物質(zhì)的分界處，也是保護(hù)坩堝本體I中心沸騰區(qū)內(nèi)的核心物質(zhì)不外滲的介質(zhì)層。[0022]此外，在加熱操作結(jié)束后，也可繼續(xù)使用冷卻結(jié)構(gòu)2，以根據(jù)需要對(duì)坩堝本體I內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行快速冷卻。
[0023]本實(shí)用新型適用于普通坩堝因熔沸點(diǎn)過低而無法加熱的高熔沸點(diǎn)金屬或其他物質(zhì)(晶體結(jié)構(gòu))的熔化、沸騰或揮發(fā)等操作，尤其適用于獲得高純度的氣態(tài)的高熔沸點(diǎn)的金屬物質(zhì)。
【權(quán)利要求】
1.一種自持式坩堝，其特征在于，該坩堝本體(I)采用的材質(zhì)與其所要加熱的物質(zhì)相同；該坩堝本體(I)的外表面還包覆有雙層冷卻結(jié)構(gòu)(2)，冷卻結(jié)構(gòu)(2)包括冷卻內(nèi)層(21)和冷卻外層(22);冷卻外層(22)的底部設(shè)置有冷卻介質(zhì)進(jìn)口(31 )，冷卻外層(22)的頂部設(shè)置有冷卻介質(zhì)出口(32)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自持式坩堝，其特征在于，所述的冷卻內(nèi)層(21)采用不銹鋼材質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種自持式坩堝，其特征在于，所述的冷卻外層(22)采用不銹鋼材質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種自持式坩堝，其特征在于，所述的冷卻結(jié)構(gòu)(2)內(nèi)流通的冷卻介質(zhì)為水。
【文檔編號(hào)】B01L3/04GK203586789SQ201320610418
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】趙登永, 王光杰, 舒麗紅, 彭家斌 申請(qǐng)人:江蘇博遷新材料有限公司