坩埚到底是啥？几千度的钢水都无法熔化它，3千年前我国就有了

当提到干锅时，你会想到什么？是干锅排骨、干锅大虾，还是干锅土豆片？

但是，如果说到坩埚，你是否只能联想到化学课本中的实验器具呢？

事实上，坩埚不仅仅用于实验室，它更是熔化和冶炼金属的关键容器，甚至在超过3000度的高温下，钢水也无法将其熔化。

更值得注意的是，早在三千年前的夏朝，我国就已经掌握了坩埚的制作工艺。

那么坩埚究竟由什么材料制成的？我国古人又是如何发现这种神奇器皿的呢？

古代坩埚的诞生

人与动物的最大差异在于人类能够使用工具。而石器是人类祖先最早使用的工具。

在人类漫长的采石历史中，陶器烧制技术逐步精进，各类金属矿石也相继被发现。

当我们的祖先首次发现孔雀石（即铜矿石）时，人类便宣告告别了石器时代，迈入了更为先进的铜器时代。

作为古代最常见且最易被发现的矿石，古人通过直接用木材燃烧铜矿石，成功提炼出了金属铜。

然而，烧制铜矿石必须依赖于一个熔炉。最早的时候，古人只是简单地在地面上挖一个坑，把铜矿石投入其中进行灼烧。

后来，人们用泥土制作出中空的土球，将铜矿石粉末装入其中，然后将这些土球投入火中灼烧，最终倒出融化的铜液。

这是人类历史上最早的坩埚，由于它是用泥土制成的，因此“坩埚”一词的偏旁都带有“土”字。

可以说，正是坩埚的出现，推动了人类炼铜技术的进步，进而使青铜器文化得以登上历史的舞台。

出土于太古白燕遗址的陶制坩埚，正好印证了我国在3000多年前的商朝时期，已经具备制造用于炼铜的坩埚的技术。

然而，我国最早关于坩埚的史料记载，见于东汉末年炼丹家狐刚子的《山金矿图录》。

“以甘土制成锅具，经火熏烤至干燥。将松木炭放入炉中以备加热。”

甘土是一种富含铝的耐火粘土，是制陶常用的原料，因此古代的坩埚有时被称为“甘锅”。

此外，坩埚还被称为“罐”或“筒”。

《天工开物·五金·铜》中记述了坩埚炼铜的方法：“将十斤铜装入泥瓦罐中，再加入六斤炉甘石，放置在炉内，任其自然熔化。”

乾隆年间的《博山县志》记述：“开凿山石……混合煤炭，装入筒中……”

这里所说的泥瓦罐和筒，实际上指的是古代的坩埚。

从这里可以看出，古人早在夏朝时期就已经发明并实践使用坩埚。到了东汉末年，坩埚不仅被广泛应用，还被记载于史书中。

随着历史的不断演进，坩埚的用途和质量也发生了巨大的变化。

坩埚的进化

在我国青铜器时代，坩埚通常由能够耐受高温的粘土制成。

以商朝中期为例，坩埚的制作材料有两种选择，一种是采用粗砂质厚胎陶缸，另一种则是泥质灰陶制成的大口尊，坩埚的内外两面均涂有耐火泥。

到了西周时期，坩埚通常由粗砂泥制成。

这种坩埚价格低廉，且制作工艺简便，可在大约1000度的环境下使用。

由于当时的冶炼工艺存在限制，青铜器的最高熔点仅在800多度左右，因此，这种瓷制坩埚成为了最理想的选择。

然而，这种坩埚有一个缺点，就是不耐受低温，特别是在快速降温的情况下无法承受。

此外，随着时间的推移，坩埚还可能出现开裂或损坏等问题。

春秋时期，人类开始冶炼生铁矿石，但由于温度不够高，难以从矿石中充分提取铁，因此当时用粘土制成的坩埚仍然能够继续使用。

然而，陶制坩埚即使在理想条件下，其最高温度也仅能达到1000度，而要使含有杂质的生铁矿石完全熔化，至少需要1100度的高温。

因此，当使用陶制坩埚来炼制生铁时，坩埚尚未等到铁矿石完全融化便已开始开裂。

为了解决这个问题，人们将陶瓷土与石英砂按一定比例混合，制成了能够耐受1200度高温的陶瓷坩埚，从而初步满足了熔铁的需求。

此外，黄铜不易被热量穿透的特性，使其同样适合在高温环境下使用。然而，由于黄铜的产量有限，黄铜坩埚并未得到广泛推广。

随着坩埚材料的不断升级，其用途也逐渐多样化，不再仅仅作为熔化器皿，有时还被用来制作浇筑用具。

自从古人发现金银矿石以来，坩埚就一直是冶炼金银的首选工具。

《康熙字典》中记述：“甘锅，乃用于烹炼金银之器。”

随着煤炭在冶炼中的广泛应用，坩埚的发展也得到了极大的提升，甚至可以承受超过3000度的高温。坩埚的种类

众所周知，古代冶炼技术中最困难的问题就是温度控制。木材燃烧的温度大约只能达到300度左右，而木炭的燃烧温度可以达到1000度。

然而，这个温度只能使生铁矿石熔化，而钢的熔点高达3410度。为了将铁炼成钢，古人必须提升冶炼的温度。最便捷、有效的途径便是使用煤炭。

根据宋应星在《天工开物》中的记载，早在宋朝时期，百姓们便已经掌握了利用煤炭进行炼钢的技术。

当时由于设备不够完善，温度很难升到3000度以上，因此炼制出的钢铁也无法像如今这样坚硬。

随着温度的逐渐升高，对坩埚的要求变得愈发苛刻。为了能够承受数千度的高温，古人不断改进材料的配方。

后来，古人将坩埚设计成多层结构，并增设专门的隔热层，以防止坩埚因温度过高而发生炸裂。

正是由于这种独特的结构，使坩埚能够承受3000多度的钢水熔化。

世界上第一台蒸汽机的诞生，极大推动了人类冶炼技术的飞跃。传统的陶瓷坩埚和金属坩埚已逐渐难以满足工业的需求，因此新型材料制成的坩埚应运而生。

比如，由石墨制成的坩埚不仅能更高效地传递热量，还能够在极端寒冷或高温的环境下使用，同时具备优异的抗酸碱腐蚀性能，是冶炼合金和有色金属的理想之选。

尽管石英坩埚质地脆弱，易于破碎，但它具备出色的耐温性能和高精度，适合用于大规模集成电路的制造。

根据不同的使用条件，金、银、铁、碳化硅等材料被制成了性能各异的坩埚，以满足工业的多样化需求。

坩埚的身影甚至出现在新型材料的研发和航天工业之中。

毫无夸张之意，坩埚不仅是工业化进程中不可或缺的器皿，也是我国古代技术革命中至关重要的一环。

从石器时代到青铜时代，再到铁器时代，这些演变的背后都蕴含着坩埚技术的不断进步。

结语

无论是承受超过3000度的高温，还是为降温而设计的多层结构，这一切无不展现出中华民族的智慧。

坩埚是否会继续进行改革，未来的变化会达到怎样的极致，只能等待时间来揭晓答案。