各種るつぼの使用とメンテナンス

るつぼは、高温加熱、溶解、および化学反応において重要な役割を果たす、研究室および産業用途に不可欠なツールです。適切なるつぼの選択は、耐熱性、化学的適合性、および耐久性を含むさまざまな要因によって決まります。この記事では、さまざまなるつぼの種類、その特性、および取り扱いと維持のためのベストプラクティスについて説明します。

金属るつぼ

1.プラチナるつぼ

白金は、融点が約 1770°C の貴重な金属です。柔らかいので、変形を避けるために慎重な取り扱いが必要です。白金るつぼを使用する際には、以下の点が不可欠である：

• 変形を防ぐため、手で直接触れないようにする。
• 損傷を防ぐため、ガラス棒で内壁をこすらない。
• 赤熱したるつぼを冷水に浸して急冷することは避ける。
• 加熱は、電気炉またはアスベストを内張りしたセラミックプレート、またはガスバーナーの酸化炎中で行う。
• るつぼを鉄、還元性の炎、特定の反応性化合物（Pb、Bi、Sb、Sn、Ag、Hg化合物、硫化物、リン酸塩、ヒ素化合物など）にさらさないでください。
• 腐食性があるため、ハロゲン、アクアレギア、塩酸、一部の酸化性混合物への曝露は避けること。
• アルカリ酸化物、水酸化物、硝酸塩、亜硝酸塩、シアン化物、酸化バリウムは、高温でるつぼを侵食する可能性があるが、炭酸ナトリウムと炭酸カリウムは安全である。
• 1:1の塩酸溶液で沸騰させることで、内側と外側の表面を清潔で明るく保つ。必要に応じて、K2S2O7融解液、Na2CO3融解液、ホウ砂融解液で洗浄する。
• 高温のるつぼの取り扱いには、必ず白金トングを使用する。
• るつぼが変形した場合は、角のあるスプーンで押しながら、木の表面で転がすことで形を整えることができる。

さらに読む：貴金属るつぼ：種類と用途

2.ニッケルるつぼ

ニッケルの融点は 1455°C で、アルカリ性と腐食性の環境に耐性があります。鉄合金、スラグ、粘土、耐火物の溶解に適しています。

• 酸化を防ぐため、温度は700℃を超えないこと。
• 沈殿物の着火には適さない。
• NaOH、Na2O2、Na2CO3、NaHCO3、KNO3を含む塩基性溶媒とは相性が良いが、KHSO4、NaHSO4、K2S2O7、Na2S2O7、硫黄含有フラックスとは相性が悪い。
• 溶融Al、Zn、Pb、Sn、Hg塩は、るつぼを脆化させることがある。ホウ砂も避けるべきである。
• 新しいるつぼは、マッフル炉で青紫色になるまで予熱し、1:20 の塩酸で沸騰させてから水で洗浄する。

3.鉄製るつぼ

鉄の融点は1300℃で、コストパフォーマンスの高い用途によく使用される。

• 使用前に希塩酸で洗浄し、やすりをかけ、熱湯で洗浄した後、5%のH2SO4と1%のHNO3の混合液に浸して不動態化する必要がある。
• 使用法はニッケルるつぼと同様。
• 冷たい希塩酸で洗浄できる。

4.銀るつぼ

銀は 960°C で溶融し、推奨加熱限界は 700°C である。

• 新しいるつぼは、300～400℃で予熱した後、熱い希塩酸で洗浄する必要がある。
• NaOHベースのフラックスには適しているが、Na2CO3には適さない。
• 硫黄の沈殿や硫黄化合物の燃焼には使用しない。
• ひび割れを防ぐため、急冷は避ける。

セラミックるつぼ

5.磁器るつぼ

セラミックるつぼは、1200℃までの温度に耐えることができる。

• K2S2O7のような酸性物質の溶解に適しています。
• 腐食を防ぐため、NaOH、Na2O2、Na2CO3のようなアルカリ性フラックスは避ける。
• フッ化水素酸にさらさないこと。
• 沸騰した希塩酸で洗浄する。

さらに読む：各種セラミックるつぼの概要

6.石英るつぼ

石英るつぼは 1700°C まで安定しているが、1100°C を超えると不透明になる。推奨される融合温度は 800°C 以下である。

• HFまたは高温アルカリ性物質と接触させないこと。
• K2S2O7、KHSO4、Na2S2O7フラックスとの使用に適している。
• 石英は脆く、取り扱いには注意が必要。
• HF以外の標準的な希薄無機酸で洗浄できる。

7.コランダムるつぼ

多孔質の溶融アルミナでできたコランダムるつぼは、堅牢で耐熱性があります。

• 無水Na2CO3のような弱アルカリ性フラックスに適しています。
• Na2O2、NaOH、K2S2O7などの強アルカリ性または酸性フラックスでの使用は推奨されません。

その他のるつぼ

8.PTFE（ポリテトラフルオロエチレン）るつぼ

PTFEるつぼは、最大400℃の耐熱性を持つが、通常は200℃以下で使用され、最大安全限界は280℃である。

• HFを含む酸および塩基に耐性がある。
• HF-HClO4混合物のようなHFベースの溶解プロセスに最適。
• 煙の出るHF-H2SO4溶液では使用しないこと。
• 主な利点は、サンプルの金属汚染を防ぐことです。
• 滑らかで耐摩耗性のある表面と高い機械的強度が特徴。

結論

適切なるつぼの選択は、材料の化学的性質、必要な加熱条件、および潜在的な反応によって決まります。適切な使用とメンテナンスは、るつぼの寿命と信頼性を保証します。各るつぼのタイプに固有のガイドラインに従うことで、ユーザーは実験室および産業環境での効率と安全性を最大限に高めることができます。

要約表：さまざまなるつぼの維持および取り扱い

この表は、さまざまなるつぼの主要特性、適合材料、および取り扱いガイドラインをまとめたものです。

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