Использование и обслуживание различных тиглей

Тигли - незаменимые инструменты в лабораториях и на производстве, играющие важную роль в высокотемпературном нагреве, плавлении и химических реакциях. Выбор подходящего тигля зависит от различных факторов, включая термостойкость, химическую совместимость и долговечность. В этой статье мы рассмотрим различные типы тиглей, их характеристики, а также лучшие методы обращения с ними и ухода за ними.

Металлические тигли

1. Платиновый тигель

Платина - ценный металл с температурой плавления около 1770°C. Она мягкая и требует осторожного обращения, чтобы избежать деформации. При использовании платиновых тиглей необходимо соблюдать следующие правила:

• Избегайте прямого контакта с руками во избежание деформации.
• Не используйте стеклянную палочку для соскабливания внутренних стенок, чтобы не повредить их.
• Избегайте быстрого охлаждения раскаленного тигля путем погружения его в холодную воду.
• Нагревание следует проводить в электропечи или на керамической плите, выложенной асбестом, или в окислительном пламени газовой горелки.
• Не подвергайте тигель воздействию железа, восстановительного пламени или некоторых химически активных соединений, таких как Pb, Bi, Sb, Sn, Ag, соединения Hg, сульфиды, фосфаты и соединения мышьяка, так как они образуют сплавы с платиной.
• Избегайте контакта с галогенами, водной средой, соляной кислотой и некоторыми окислительными смесями из-за их коррозионной природы.
• Щелочные оксиды, гидроксиды, нитраты, нитриты, цианиды и оксид бария могут разъедать тигель при высоких температурах, в то время как карбонат натрия и калия безопасны.
• Поддерживайте чистоту и блеск внутренней и внешней поверхностей кипячением с раствором HCl 1:1. При необходимости используйте для очистки сплав K2S2O7, Na2CO3 или сплав буры.
• Для работы с горячими тиглями всегда используйте платиновые щипцы.
• Если тигель деформировался, ему можно придать новую форму, прокатив по деревянной поверхности и надавив роговой ложкой.

Дополнительное чтение: Тигли из драгоценных металлов: Типы и применение

2. Никелевый тигель

Никель имеет температуру плавления 1455°C и устойчив к щелочным и коррозионным средам. Он подходит для плавления железных сплавов, шлаков, глин и огнеупорных материалов.

• Температура не должна превышать 700°C во избежание окисления.
• Не подходит для прокаливания осадков.
• Хорошо работает с NaOH, Na2O2, Na2CO3, NaHCO3 и основными растворителями, содержащими KNO3, но не с KHSO4, NaHSO4, K2S2O7, Na2S2O7 или серосодержащими флюсами.
• Расплавленные соли Al, Zn, Pb, Sn и Hg могут привести к охрупчиванию тигля. Также следует избегать использования боракса.
• Новые тигли следует предварительно нагреть в муфельной печи до сине-фиолетового цвета, затем прокипятить в 1:20 HCl и ополоснуть водой.

3. Железный тигель

Железо имеет температуру плавления 1300°C и обычно используется для экономически выгодных применений.

• Перед использованием его необходимо пассивировать: очистить разбавленной HCl, отшлифовать, промыть горячей водой, затем замочить в смеси 5% H2SO4 и 1% HNO3.
• Правила использования аналогичны правилам использования никелевых тиглей.
• Можно очищать холодной разбавленной HCl.

4. Серебряный тигель

Серебро плавится при температуре 960°C, рекомендуемый предел нагрева - 700°C.

• Новые тигли следует предварительно нагреть при 300-400°C, затем промыть горячей разбавленной HCl.
• Подходит для флюсов на основе NaOH, но не для Na2CO3.
• Не следует использовать для осаждения серы или сжигания сернистых соединений.
• Избегайте быстрого охлаждения во избежание образования трещин.

Керамические тигли

5. Фарфоровый тигель

Керамические тигли выдерживают температуру до 1200°C.

• Подходят для плавления кислых веществ, таких как K2S2O7.
• Избегайте щелочных флюсов, таких как NaOH, Na2O2 и Na2CO3, чтобы предотвратить коррозию.
• Не следует подвергать воздействию плавиковой кислоты.
• Очищайте кипящей разбавленной HCl.

Дополнительное чтение: Обзор различных керамических тиглей

6. Кварцевый тигель

Кварцевые тигли стабильны до 1700°C, но становятся непрозрачными при температуре выше 1100°C. Рекомендуемая температура плавления - ниже 800°C.

• Не должны контактировать с HF или высокотемпературными щелочными веществами.
• Подходит для использования с флюсами K2S2O7, KHSO4 и Na2S2O7.
• Кварц хрупкий, требует осторожного обращения.
• Может быть очищен стандартными разбавленными неорганическими кислотами, за исключением HF.

7. Корундовый тигель

Изготовленные из пористого плавленого глинозема, корундовые тигли прочны и термостойки.

• Подходят для слабощелочных флюсов, таких как безводный Na2CO3.
• Не рекомендуется использовать с сильнощелочными или кислотными флюсами, такими как Na2O2, NaOH и K2S2O7.

Другие тигли

8. Тигли из ПТФЭ (политетрафторэтилена)

Тигли из ПТФЭ обладают термостойкостью до 400°C, но обычно используются при температуре ниже 200°C, а максимальный безопасный предел составляет 280°C.

• Устойчивы к кислотам и щелочам, включая HF.
• Идеально подходят для процессов растворения на основе HF, таких как смеси HF-HClO4.
• Не следует использовать с дымящимися растворами HF-H2SO4.
• Его основное преимущество - предотвращение загрязнения образцов металлами.
• Отличается гладкой, износостойкой поверхностью и высокой механической прочностью.

Заключение

Выбор подходящего тигля зависит от химической природы материалов, требуемых условий нагрева и возможных реакций. Правильное использование и обслуживание обеспечивают долговечность и надежность тиглей. Соблюдая особые рекомендации для каждого типа тиглей, пользователи смогут добиться максимальной эффективности и безопасности в лабораторных и промышленных условиях.

Сводная таблица: Уход и обращение с различными тиглями

В этой таблице приведены основные свойства, совместимые материалы и рекомендации по обращению с различными тиглями.

Stanford Advanced Materials - надежный поставщик

Stanford Advanced Materials (SAM) предлагает высококачественные лабораторные тигли, включая тигли из керамики, пиролитического графита, драгоценных металлов и металлов, а также пресс-формы по конкурентоспособным ценам.

• Широкий выбор: Мы предлагаем тигли из различных материалов, обеспечивая наилучшее соответствие вашим потребностям.
• Качество и долговечность: Созданные в соответствии с промышленными стандартами, наши тигли обеспечивают долговечную работу и стойкость.
• Экспертная поддержка: Наша команда предлагает индивидуальные рекомендации, чтобы помочь вам выбрать подходящий тигель для вашего применения.
• Индивидуальные решения: Мы предлагаем индивидуальные тигли, отвечающие специфическим требованиям ваших экспериментов.