다양한 도가니 재료의 성능 및 응용 분석

다양한 유형의 도가니가 있으며 각각 특정 응용 분야 요구 사항을 충족하도록 설계되었습니다. 여기에는 알루미나, 마그네시아, 지르코니아, 질화붕소, 탄화규소, 흑연 및 석영 도가니가 포함됩니다. 각 재료는 고유한 내열성과 화학적 안정성을 제공하므로 다양한 고온 실험 및 산업 공정에 적합합니다.
도가니 재료의 성능 이점

알루미나 도가니

• 장점: 알루미나 도가니는 1500°C ~ 1650°C 범위의 온도에 대한 내성이 뛰어납니다. 또한 특히 대부분의 산(불산 제외)에 대해 뛰어난 내식성을 나타내며 강한 화학적 안정성을 자랑합니다.
  
  
• 어플리케이션: 알루미나 도가니는 실험실, 합금 제련 및 중주파 유도로, 전기로, 진공로의 가열 용기로 널리 사용됩니다. 이는 재료 증착 및 증발 공정에서 특히 유용합니다. 실제 응용 분야에서 도가니 재료는 용융 금속과 반응할 수 있으므로 도가니를 부식 및 손상으로부터 보호하고 알루미늄과 같은 도가니 물질에 의해 증착된 재료가 오염되는 것을 방지하기 위해 보호 라이닝(예: 니켈 또는 몰리브덴)을 사용해야 합니다. 그러나 어떤 경우에는 내화 라이닝이 가공되는 금속과 호환되지 않을 수 있으므로 특정 작동 조건에 따라 사용을 신중하게 고려해야 합니다.
  
  
• 단점: 알루미나 도가니는 특히 급속 냉각 시 열충격 저항이 상대적으로 낮습니다. 열충격 저항성을 높이려면 급격한 온도 변화를 피하면서 온도 증가 및 감소 속도를 제어하는 ​​것이 중요합니다. 또한 특정 고반응성 합금을 제련하는 동안 도가니 재료가 용융 금속과 반응할 수 있으므로 제련 조건을 엄격하게 제어하는 ​​것이 필수적입니다.
  
  
  

  
  지르코니아 도가니

  • 장점: 지르코니아 도가니는 매우 높은 온도 저항성을 나타내며, 일부 복합 지르코니아 재료는 최대 2400°C까지 견딜 수 있습니다. 또한 뛰어난 내화학성, 낮은 열 전도성, 높은 열충격 저항성을 제공하므로 재사용이 가능하고 반복 사용에 이상적입니다. 부분적으로 안정화된 지르코니아 도가니는 강도, 내화성, 열 충격 안정성 및 화학적 불활성을 결합하여 다른 산화물 재료의 많은 단점을 극복합니다. 이미지에 표시된 도가니는 최대 1500°C의 순간 가열을 견딜 수 있고 재사용이 가능하며 2200°C의 지속 온도에서 안정적으로 작동합니다.
    
    
  • 어플리케이션: 지르코니아 도가니는 초고온 금속 및 합금에 적합합니다. 진공 정밀 매몰 주조에서 부분적으로 안정화된 지르코니아 세라믹은 이상적인 도가니 재료가 되었으며, 특히 백금, 니켈 기반 초합금 및 코발트 기반 합금 주조에 성공적이었습니다.
    
    
  • 단점: 지르코니아 도가니는 알루미나 및 흑연 도가니에 비해 제조 단가가 높습니다.
  
  

  
  
  마그네시아 도가니
  

  • 장점: 마그네시아 도가니는 알칼리 금속 슬래그에 대한 저항성이 뛰어나며, 특히 고온 정련 처리 시 진공 용해 공정에 매우 효과적입니다. 탄소(C), 알루미늄(Al) 등의 탈산제와 결합하면 CO 가스 및 Al2300O₃ 개재물 생성을 촉진하여 제련 과정에서 부유 슬래그를 생성하지 않고 용강에서 유리 산소를 효율적으로 제거합니다. 그러나 마그네시아는 2200°C 이상의 온도에서 휘발하는 경향이 있으므로 마그네시아 세라믹 제품은 XNUMX°C 이하의 온도에서 사용해야 합니다.

  • 단점: 마그네시아 도가니의 주요 단점은 진공도 및 정제 온도가 증가함에 따라 분해되어 유리 산소와 마그네슘을 방출하는 경향이 있다는 것입니다. 용융 풀의 실제 산소 함량이 내화 라이닝의 용존 산소 포화 수준 아래로 떨어지면 라이닝이 용강에 산소를 공급하기 시작합니다. 따라서 마그네시아 도가니를 사용하여 고온 합금 등급을 녹일 때, 도가니의 분해와 용강에 불필요한 산소 공급을 방지하기 위해 정련 온도와 시간을 신중하게 제어하는 ​​것이 중요합니다.

  
  
  
  흑연 도가니
  

  • 장점: 흑연 도가니는 고온에 대한 저항성이 뛰어나고 열전도율이 우수합니다. 또한 산성 및 알칼리성 용액에 의한 부식에 강한 저항성을 나타내므로 비용 효율적인 옵션입니다. 흑연 도가니는 금, 은, 구리, 알루미늄, 납, 아연 등 다양한 비철금속은 물론 중탄소강, 희소금속의 용융에 널리 사용됩니다. 코크스로, 석유로, 가스로, 전기로, 중주파 유도로 등 다양한 유형의 가열로와 호환됩니다.

  • 어플리케이션: 흑연 도가니는 금, 은, 구리, 알루미늄, 납, 아연 등 각종 비철금속은 물론 중탄소강, 희소금속의 용해에 널리 사용됩니다. 코크스로, 석유로, 가스로, 전기로, 중주파 유도로 등 다양한 유형의 가열로와 호환됩니다.

  • 단점: 흑연 도가니의 주요 한계는 열충격 저항이 낮다는 것입니다. 가열한 후에는 갑자기 냉각시켜서는 안 됩니다. 그렇게 하면 도가니가 손상될 수 있습니다.

  
  
  
  석영 도가니
  

  • 장점: 석영 도가니는 높은 투명성, 우수한 내열성, 낮은 열팽창계수를 자랑합니다. 고순도 석영 모래로 제작된 이 도가니는 고순도, 내구성 및 극한의 온도를 견딜 수 있는 능력으로 유명합니다.

  • 어플리케이션: 반도체 및 광전지 산업, 특히 단결정 실리콘 막대 생산 공정에서 광범위하게 사용됩니다. 석영 도가니는 실리콘 재료를 녹이고 결정을 성장시키는 데 중요한 역할을 하므로 반도체 웨이퍼 및 광전지 실리콘 웨이퍼 제조에 없어서는 안 될 소모품입니다. 결정 성장로에서 석영 도가니는 다결정 실리콘 재료를 직접 담는 가열 용기 역할을 하며, 이 재료는 용융된 후 실리콘 로드/웨이퍼로 가공되어 다운스트림 반도체 칩, 광전지 및 기타 제품에 추가로 사용됩니다.

  • 단점: 석영 도가니의 주요 한계는 일반적으로 사용 시간이 360~500시간으로 제한된 수명입니다. 물을 쉽게 흡수하고 습기에 취약합니다. 사용하기 전에 예열과 베이킹이 필요합니다.
    
    
    
    
    실리콘 카바이드 SiC 도가니

  • 장점: 실리콘 카바이드 도가니는 극한의 열을 견딜 수 있도록 설계되어 진공 또는 불활성 가스 환경에서 최대 2000°C, 공기 중에서 최대 1650°C의 온도에서 효과적으로 작동합니다. 내산화성이 뛰어나 알루미늄 합금 다이캐스팅의 경우 최대 4년, 알루미늄 스크랩 용해의 경우 6~XNUMX개월까지 긴 사용 수명을 제공합니다. 이 도가니는 열충격과 화학적 부식에 대한 저항력이 뛰어나고 내벽에 슬래그 부착이 최소화되어 열 손실과 균열 가능성이 줄어듭니다. 이는 재료 순도를 유지하고 깨끗하고 효율적인 용융 공정을 보장하는 데 이상적입니다.
    
    
  • 어플리케이션: 난로, 전기로, 유도로에 사용하기에 완벽한 실리콘 카바이드
    도가니는 금, 은, 구리, 알루미늄, 납, 아연 등 다양한 비철금속을 제련하고 주조하는 데 필수적입니다. 또한 우수한 화학적 내식성과 고온 안정성으로 인해 음극재를 오염시키지 않아 배터리 연료 생산에 널리 사용됩니다.

  • 단점: 많은 장점에도 불구하고 탄화규소 도가니에는 한계가 있습니다. 알칼리 금속 산화물에 대한 저항성이 감소하고 수분 흡수에 취약합니다. 급격한 냉각이나 가열은 균열의 원인이 되므로 피해야 합니다. 또한 플럭스를 사용하면 도가니의 수명이 단축될 수 있습니다.

    
    
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