البوتقة عبارة عن وعاء مصمم لتحمل درجات حرارة عالية للغاية، وعادةً ما يستخدم لصهر المعادن أو المواد الأخرى. يمكن أن تختلف درجة حرارة التشغيل القصوى للبوتقة اعتمادًا على تركيبها المادي، ولكن بالنسبة لبوتقة سيراميك الألومينا بنسبة 85%، يمكنها تحمل ما يصل إلى 1400 درجة مئوية للاستخدام قصير المدى.
شرح مقاومة درجة حرارة البوتقة:
تُصنع البوتقات من مواد ذات درجة انصهار أعلى من المواد المخصصة لاحتوائها. وهذا أمر بالغ الأهمية لأن البوتقة يجب ألا تتحمل درجات الحرارة العالية المطلوبة لصهر المواد فحسب، بل يجب أن تحافظ أيضًا على سلامتها الهيكلية أثناء العملية. على سبيل المثال، البوتقة الخزفية المصنوعة من الألومينا بنسبة 85% قادرة على تحمل درجات حرارة تصل إلى 1400 درجة مئوية، وهي مناسبة لصهر العديد من المعادن والسبائك. ترجع هذه المقاومة العالية لدرجات الحرارة العالية إلى محتوى الألومينا الذي يوفر خصائص عزل ممتازة وقوة ميكانيكية ممتازة، إلى جانب التمدد الحراري المنخفض والتوصيل الحراري العالي.السياق التاريخي وتطور تصميم البوتقة:
لقد تطور تصميم البوتقات والمواد المستخدمة في البوتقات على مر الزمن، حيث تطورت مع مرور الزمن، لتتكيف مع احتياجات العمليات والمناطق المختلفة. كانت البوتقات المبكرة، التي يعود تاريخها إلى الألفية السادسة/الخامسة قبل الميلاد في أوروبا الشرقية وإيران، تُصنع عادةً من الطين الذي يفتقر إلى الخصائص الحرارية. كانت هذه البوتقات أوعية بسيطة وعريضة وضحلة وغالبًا ما كانت مزودة بتعديلات مثل المقابض أو فوهات الصب للمساعدة في التعامل معها. مع تقدم العمليات المعدنية، أصبحت البوتقات أكثر تخصصًا، مع مواد وتصميمات مصممة خصيصًا لتلبية احتياجات الصهر المحددة.
مواد البوتقات الحديثة وحدود درجة حرارتها:
في عمليات المسابك الحديثة، تُصنع البوتقات من مجموعة متنوعة من المواد، لكل منها حدود درجة حرارة وخصائص مقاومة محددة. على سبيل المثال، يشيع استخدام البوتقات المصنوعة من الجرافيت الطيني وكربيد السيليكون نظرًا لقدرتها على مقاومة درجات الحرارة القصوى ومتانتها. يتم تقييم كربيد السيليكون، على وجه الخصوص، بسبب متانته العالية ومقاومته للصدمات الحرارية. تُستخدم هذه البوتقات عبر نطاق واسع من درجات الحرارة، من 400 درجة مئوية لصهر الزنك إلى 1600 درجة مئوية لصهر بعض السبائك ذات درجات الحرارة العالية.
