历史上最早的坩埚是用粘土做的，现在只要这种材料能承受足够高的温度，就有可能成为合格的坩埚。应时、石墨和刚玉都是常见的坩埚材料。其中石墨坩埚是一种适用于少量熔化多种合金Z的坩埚。由于其良好的高温性能和较长的使用寿命，被用于大型合金冶炼和铸造工艺以及矿石熔炼分析。

黄金熔炼石墨坩埚

但是因为石墨坩埚在使用时基本处于高温状态，而且周围有大量空气，因为容易被氧化。而且石墨坩埚在冶炼、铸造、熔炼过程中会被严重腐蚀，降低其使用寿命。为了提高石墨坩埚的使用寿命，科学家们想出了给石墨坩埚添加耐腐蚀材料的方法。

在可以考虑的材料中，碳化硅因其化学稳定，耐腐蚀性强，被认为是Z-matching 石墨坩埚的好帮手，其高温下的氧化产物为SiO2，可以降低气孔率，提高陶瓷坩埚的致密性，从而可以有效延长其使用寿命。

但添加材料也要科学，不能乱来，要合理搭配，让两者优势最大化。一般来说:

①随着碳化硅含量的增加，石墨坩埚的密度增加，孔隙率降低。

这主要是因为碳化硅的密度为3.2g/cm3，石墨的密度为2.62g/cm3，所以随着碳化硅含量的增加石墨坩埚的总体积减小，体积密度逐渐增大，孔隙率依次减小。

石墨坩埚

②随着碳化硅含量的增加，石墨坩埚失重率逐渐降低；氧化温度越高，石墨坩埚氧化越快；氧化时间越长，石墨坩埚的失重率越大，抗氧化能力越低。

这是因为，一方面，SiC具有良好的抗氧化性。首先SiC与CO反应生成一氧化硅气体和固体碳，沉积在SiC表面，然后一氧化硅气体向四周扩散，与CO反应生成二氧化硅和碳，这些反应将CO还原为碳，体积膨胀。膨胀的体积会堵塞石墨坩埚中的孔隙，使氧气无法进入坩埚，从而降低其失重率，提高抗氧化性。另一方面，坩埚中的石墨呈鳞片状，与氧气接触面积大，氧化速度很快。因此，随着石墨含量的降低，也会促进石墨坩埚的抗氧化性能。

不同温度下的失重率

③碳化硅含量越高石墨坩埚越密。但是，在一定范围内，随着烧结温度的升高，kloc-5/的致密化程度提高。

这主要是因为SiC在高温下氧化时，会形成玻璃相的SiO2，这种相会流动并填充石墨坩埚中的孔隙。随着SiC含量的增加，液相形成的程度也会增加。因此，碳化硅含量越高，则石墨坩埚的密度越高。

近年来，以铸造为基础的工业活动发展迅速，如矿山、铁路、航空、国防等。，所以对坩埚的需求也在增加。加入碳化硅作为小帮手，石墨坩埚具有高导热、抗热震、高耐热、耐腐蚀、抗机械冲击、抗氧化、抗粘连等优点。主要用作熔炼铝及铝合金、铜及铜基合金、镍及镍合金、贵金属、锌及氧化锌的容器。目前，石墨-碳化硅坩埚已逐渐取代粘土坩埚，其市场需求量已占整体的97%左右。相信未来会有很大的发展空间。