V oblasti vysokoteplotní metalurgie a indukčního tavení mají čistota a stabilita kelímku přímý vliv na čistotu a vlastnosti výsledného materiálu. Pro společnosti vyrábějící superslitiny na bázi niklu, drahé kovy a pokročilou keramiku se vysoce čistý kelímek z oxidu hořečnatého (MgO) stále více stává klíčovou žáruvzdornou nádobou.

Oxid hořečnatý (MgO) vykazuje výjimečné vlastnosti:

• Bod tání až 2.852 °C;
• Vysoká odolnost vůči oxidům kovů a alkalickým struskám
• Vyšší chemickou stabilitu ve srovnání s Al₂O₃;
• Dobré elektrické izolační vlastnosti a relativně nízkou tepelnou roztažnost.
  Tyto vlastnosti činí MgO preferovaným materiálem pro kelímky používané v indukčních pecích, indukčních tavicích zařízeních a zařízeních pro tavení elektronovým paprskem.

Výrobní přístup společnosti WEIERT Ceramics

Na základě studií vysoce čistých MgO keramik (např. průmyslových dat prokazujících obsah MgO nad 99 % a vysokou objemovou hustotu) uplatňuje Weiert Ceramics pokročilé tvarovací a rafinační techniky k zajištění vynikající strukturální stability a konzistence.

• Proces kombinuje izostatické lisování za studena (CIP) pro rovnoměrné rozložení částic a vysokou hutnost s elektrotavenou rekry­stalizací, která umožňuje dosažení orientovaných zrn a extrémně nízkého obsahu nečistot.

• Díky přesně řízeným parametrům slinování a použití ultrapure MgO dosahují výsledné kelímky čistoty přes 99,5 % a objemové hustoty přibližně 3,4 g/cm³, což zajišťuje vynikající tepelnou a chemickou stabilitu.

Ochrana proti hydrataci a dlouhodobá stabilita

Protože MgO je náchylné k hydrataci, jsou aplikována následující opatření:

• Mikro-přísady Al₂O₃, CaO a Ga₂O₃ ke zlepšení zhutnění a snížení zbytkové pórovitosti;
• Povrchové sol–gelové povlaky pro utěsnění pórů;
• Vakuově utěsněné obaly s kontrolou vlhkosti během skladování a přepravy.

Performance & applications

High-purity MgO crucibles are used in:

• Induction melting of nickel-based superalloys;
• Refining of platinum, iridium, palladium and other precious metals;
• Melting of lithium-ion cathode precursor materials, rare-earth oxides, and high-purity metal melts.
  Independent factory data show that in a 1,700 °C vacuum environment, Weiert Ceramics’ crucibles achieve continuous operation of over 20 hours without structural failure.

Shrnutí

High-purity MgO crucibles represent the high-end direction of refractory ceramic materials. Weiert Ceramics, leveraging ultra-pure raw materials and custom sintering processes, offers customers crucible solutions with higher purity and longer service life.

Reference：

• Jin Yan, Development of Magnesia Crucible Products, Ceramics, 2006.
• Chen Guangyao et al., Interface Reaction Mechanism between MgO Crucible and Ni-Based Superalloy, Journal of the Chinese Ceramic Society, 2024.
• Wu Chaowan, Studies on MgO Crucible in Vacuum Induction Furnace for Pure Iron Melting, Acta Metallurgica Sinica, 1964.