高溫足以熔化堅硬的鋼鐵，但對一種容器卻無能為力。甚至需要它來盛放熱鋼水。這個容器就是坩堝，一種歷史悠久的冶煉工具。很多人會好奇，坩堝是用什么材料制成的，能承受這么高的溫度嗎？并且在高溫下仍具有優(yōu)異的穩(wěn)定性。
坩堝的出現(xiàn)可以說是很久以前的事了，幾千年來也只是在形狀上發(fā)生了一些變化，其他方面并沒有太多的變化。早在中國商代，就已經(jīng)出現(xiàn)了成熟、系統(tǒng)的坩堝制造工藝和系統(tǒng)。當(dāng)時，人們用坩堝冶煉金屬，然后制成金銀首飾佩戴。不過，當(dāng)時人們對于坩堝的使用還沒有多少發(fā)展，對坩堝的探索還處于比較簡單的狀態(tài)。
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春秋戰(zhàn)國時期，鐵工具開始大規(guī)模出現(xiàn)在人類生活生產(chǎn)中，坩堝成為當(dāng)時非常重要的冶金工具。當(dāng)然，除了鐵制工具外，金、銀、銅等金屬材料也都是在坩堝中熔煉的。在長期的實(shí)際應(yīng)用中，古人還發(fā)現(xiàn)，坩堝的冶煉效果實(shí)際上是由燃料的種類和溫度決定的。熔煉不同的金屬需要不同的燃料才能達(dá)到最完美的狀態(tài)。從現(xiàn)代材料科學(xué)的角度來看，當(dāng)時的古人就知道金屬有不同的熔點(diǎn)。
為此，古代工匠甚至總結(jié)出一些不同合金的冶煉工藝，來制造不同用途的兵器、禮器和容器。與冶煉效果的不斷提高相比，古坩堝本身的發(fā)展很早就陷入了停滯。其基本材料是粘土和石英砂，其中粘土是最主要的材料。在自然界中，粘土具有可塑性和耐熱性。最耐用的材料之一，能夠承受數(shù)千度的溫度。
石英砂是古人為了強(qiáng)度和耐磨性而專門添加的。合適的石英砂可以防止坩堝被冶煉過程中出現(xiàn)的一些化學(xué)腐蝕成分損壞。經(jīng)驗豐富的工匠所使用的坩堝甚至可以代代相傳進(jìn)行冶煉。金屬材料比金屬應(yīng)用本身還要落后。人們不得不感嘆，材料科學(xué)的發(fā)展真是充滿戲劇性。
不過，坩堝的成分雖然簡單，但比例卻十分講究。不同的大師選擇不同比例的粘土和石英砂，混合的方法也是秘密。經(jīng)過一系列操作后，坩堝原型將進(jìn)入燒制階段。這個級別也是制壺者功力的體現(xiàn)。坩堝里充滿了古代勞動人民的樸素智慧。
與古代相比，現(xiàn)代坩堝的構(gòu)成要復(fù)雜得多。它們大致分為三類：陶瓷、石墨和金屬。每種坩堝都有不同的用途和特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代材料科學(xué)所需的各個領(lǐng)域。不同材質(zhì)的坩堝最大的區(qū)別就是熔點(diǎn)。其中石墨坩堝在耐熱性方面是絕對的佼佼者。熔點(diǎn)超過3000度，可以輕易熔化金屬。
石墨本身是一種廣泛使用的化學(xué)材料。其化學(xué)穩(wěn)定性具有獨(dú)特性。它不僅能承受高溫燃燒，還能抵抗大多數(shù)化學(xué)物質(zhì)的腐蝕?？梢哉f是百毒不侵。在軍事裝備中，石墨常被用作隔熱層，以防止功率器件的高溫給武器操作人員造成負(fù)面印象。
然而，耐高溫并不是選擇石墨來熔鋼的唯一原因。石墨還具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性，是普通金屬的兩倍以上。目前，世界上幾乎所有金屬都使用石墨坩堝。我們平常在鋼廠看到的盛裝鋼水的坩堝基本上都是石墨制成的。石墨的應(yīng)用也極大地促進(jìn)了人類材料科學(xué)的發(fā)展。
與石墨坩堝相比，現(xiàn)代陶瓷坩堝可以說是古代坩堝的繼承者。陶瓷坩堝的熔點(diǎn)約為1500度。它們經(jīng)常用于實(shí)驗室。由于陶瓷坩堝的導(dǎo)熱性和耐熱性，許多藥物制劑需要使用陶瓷坩堝。兩者都更適合以更精確的比例進(jìn)行冶煉。許多現(xiàn)代藥物都是在實(shí)驗室中使用陶瓷坩堝燒制的。
金屬坩堝相對較少。畢竟，坩堝的最初用途是冶煉金屬。因此，在三類坩堝中，金屬坩堝的熔點(diǎn)也是最低的。一般的鋁坩堝只有660度左右。但金屬畢竟具有特殊的性能，所以在一些特定的工程行業(yè)中，金屬坩堝也是必不可少的冶煉工具。
坩堝的特點(diǎn)之一是加熱后導(dǎo)熱均勻、穩(wěn)定。這就是為什么坩堝可以用來制藥。中醫(yī)中甚至有坩鍋煎湯效果更佳的情況。坩堝在軍事發(fā)展中也發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。很少有人知道火藥是在坩堝里燃燒的。
傳統(tǒng)的火藥點(diǎn)燃后，實(shí)際上是一種黑醬。經(jīng)過加工后，就變成了我們所說的火藥。要知道火藥的成分非常不穩(wěn)定，這意味著在射擊過程中任何偏差都會發(fā)生?？赡軙斐蔀?zāi)難性的生產(chǎn)事故，所以直到今天，坩堝仍然是現(xiàn)代火藥制備中非常重要的一部分。
雖然坩堝已經(jīng)被認(rèn)為是世界上最強(qiáng)的材料，但它也有它的克星。有一種腐蝕性很強(qiáng)的化學(xué)液體，叫做王水。這種物質(zhì)是強(qiáng)酸的混合物，包括濃鹽酸和濃硫酸，幾乎可以腐蝕世界上所有的物質(zhì)。石墨坩堝也在其中，盡管它們已經(jīng)是相對較強(qiáng)的耐腐蝕材料。
材料的進(jìn)步和發(fā)展始終是相互聯(lián)系的。如今，不同材質(zhì)的坩堝正在背后默默地為人類文明的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。雖然我們大多數(shù)人在生活中很難接觸到這種特殊的工具，但正是因為這些坩堝的出現(xiàn)，才奠定了人類科技進(jìn)步的基礎(chǔ)。甚至有網(wǎng)友調(diào)侃：人類幾千年的科技發(fā)展可以概括為沸水燒石。
