Precauzioni per la cottura della polvere di piombo-argento in un crogiolo di ceramica di allumina:
1. Reazione chimica tra piombo e ceramica di allumina
L'ossido di piombo (PbO) reagisce conceramica di allumina(Al₂O₃) a partire da 700 °C, producendo composti a basso punto di fusione come l'alluminato di piombo. Questa reazione danneggerà l'integrità strutturale delcrogiolo ceramico di allumina, rendono il materiale fragile e possono generare gas, con conseguenti crepe ed esplosioni. Soprattutto quando il contenuto di piombo è elevato o la temperatura di cottura si avvicina al limite di resistenza alla temperatura delcrogiolo ceramico di allumina(ad esempio, la temperatura di esercizio a lungo termine consigliata è ≤1600 °C), il rischio di reazione aumenta notevolmente.
2. Stress termico e controllo della temperatura
Il coefficiente di dilatazione termica diceramiche di alluminaè relativamente elevata (circa 8,2×10⁻⁶/℃) e la sua conduttività termica è relativamente bassa (circa 25 W/m·K). Raffreddamenti e riscaldamenti improvvisi possono generare stress termico. Se la velocità di riscaldamento o raffreddamento è troppo elevata durante il processo di cottura, o il tempo di mantenimento è troppo lungo, con conseguente surriscaldamento locale, le cricche interne possono espandersi e, in ultima analisi, portare alla formazione di cricche.
3. L'influenza delle impurità o delle sostanze volatili
Se la polvere di piombo-argento contiene impurità come zolfo e cloro, può reagire con l'allumina ad alte temperature formando sostanze volatili (come HCl e SO₂), aggravando la corrosione del crogiolo e aumentando la pressione interna. Inoltre, la volatilizzazione del piombo (con un punto di fusione di 327 °C) può rilasciare gas ad alte temperature, aumentando ulteriormente il rischio di cricche.
Misure di miglioramento suggerite:
Selezionare materiali per crogioli resistenti alla corrosione dei sali di piombo (come crogioli in platino o nichel);
- Controllare rigorosamente la temperatura di cottura (si consiglia ≤1600°C) e adottare un programma di riscaldamento e raffreddamento lento;
- Pretrattare la polvere di piombo-argento per ridurre il contenuto di impurità oppure aggiungere stabilizzanti per inibire la reazione tra allumina e piombo.