Welches Material für einen Tiegel am besten geeignet ist, hängt von den spezifischen Anforderungen des Schmelzverfahrens ab, einschließlich der Art des zu schmelzenden Metalls oder der Legierung, der Schmelztemperatur und der chemischen Reaktivität zwischen dem Metall und dem Tiegelmaterial. Für Metalle mit niedrigem Schmelzpunkt, die nicht mit Kohlenstoff reagieren, wie z. B. Uran und Kupfer, eignen sich Tiegel aus Graphit. Für Legierungen mit hoher chemischer Aktivität sind Tiegel aus Kalziumoxid oder mit Yttriumoxid stabilisiertem Zirkoniumdioxid vorzuziehen. In modernen Anwendungen werden Tiegel häufig aus Verbundwerkstoffen auf Graphitbasis hergestellt, die aufgrund ihrer Fähigkeit, hohen Temperaturen standzuhalten und chemischen Reaktionen mit dem geschmolzenen Metall zu widerstehen, ausgewählt werden.
Graphit-Tiegel:
Graphit-Tiegel sind ideal für Metalle, die nicht mit Kohlenstoff reagieren und einen relativ niedrigen Schmelzpunkt haben. Graphit ist sehr resistent gegen Temperaturschocks und hat eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit, so dass es sich für schnelle Heiz- und Kühlzyklen eignet. Graphittiegel sind jedoch nicht für Metalle geeignet, die bei hohen Temperaturen oxidieren oder mit Kohlenstoff reagieren, da diese Reaktionen den Tiegel zersetzen und das Metall verunreinigen können.Kalziumoxid- oder Yttriumoxid-stabilisierte Zirkoniumdioxid-Tiegel:
Diese Materialien werden aufgrund ihrer hohen chemischen Stabilität und ihrer Beständigkeit gegenüber hohen Temperaturen ausgewählt. Sie eignen sich besonders für hochreaktive Legierungen, da sie die Wechselwirkung zwischen dem Tiegel und dem geschmolzenen Metall minimieren und so das Risiko einer Verunreinigung und einer Zersetzung des Tiegels verringern. Die Stabilisierung mit Kalzium- oder Yttriumoxid erhöht die Haltbarkeit und thermische Stabilität von Zirkoniumdioxid und macht es für extreme Bedingungen geeignet.
Verbundwerkstoffe auf Graphitbasis:
In modernen Tiegeln werden häufig Verbundwerkstoffe auf Graphitbasis verwendet, da sie in Hochtemperaturumgebungen besonders leistungsfähig sind. Diese Materialien sind so konstruiert, dass sie eine kontrollierte strukturelle Ausrichtung von Graphit aufweisen, was ihre mechanische Festigkeit und thermischen Eigenschaften verbessert. Sie sind vielseitig einsetzbar und können für verschiedene Ofentypen und -größen konzipiert werden, von kleinen bis hin zu großen Anlagen.
Überlegungen zur Auswahl:
