W dziedzinie metalurgii wysokotemperaturowej oraz topienia indukcyjnego czystość i stabilność tygla mają bezpośredni wpływ na czystość i właściwości materiału końcowego. Dla firm produkujących superstopy na bazie niklu, metale szlachetne oraz ceramikę zaawansowaną, wysokiej czystości tygiel z tlenku magnezu (MgO) staje się kluczowym naczyniem ogniotrwałym.

Tlenek magnezu (MgO) oferuje wyjątkowe właściwości:

• Temperatura topnienia sięgająca 2.852 °C;
• Wysoka odporność na tlenki metali oraz żużle alkaliczne
• Wyższa stabilność chemiczna w porównaniu z Al₂O₃;
• Dobre właściwości izolacji elektrycznej oraz stosunkowo niski współczynnik rozszerzalności cieplnej.
  Cechy te sprawiają, że MgO jest preferowanym materiałem tyglowym dla pieców indukcyjnych, pieców do topienia indukcyjnego oraz urządzeń do topienia wiązką elektronów.

Podejście produkcyjne WEIERT Ceramics

W oparciu o badania nad ceramiką MgO o wysokiej czystości (np. dane przemysłowe wskazujące zawartość MgO powyżej 99 % oraz wysoką gęstość objętościową), Weiert Ceramics stosuje zaawansowane techniki formowania i rafinacji w celu zapewnienia doskonałej stabilności strukturalnej i jednorodności.

• Proces łączy prasowanie izostatyczne na zimno (CIP) w celu uzyskania równomiernego rozkładu cząstek i wysokiej gęstości, z rekystalizacją elektrofuzyjną, umożliwiającą uzyskanie ziaren o ukierunkowanej strukturze oraz ultraniskiego poziomu zanieczyszczeń.

• Dzięki precyzyjnej kontroli parametrów spiekania i zastosowaniu ultrapurej MgO, powstałe tygle osiągają czystość powyżej 99,5 % oraz gęstość objętościową około 3,4 g/cm³, zapewniając znakomitą stabilność termiczną i chemiczną.

Odporność na hydratację i stabilność długoterminowa

Ponieważ MgO jest podatne na hydratację, stosuje się następujące usprawnienia:

• Mikro-dodatki Al₂O₃, CaO i Ga₂O₃ w celu poprawy zagęszczenia i redukcji porowatości resztkowej;
• Powłoki sol–gel do uszczelniania porów na powierzchni;
• Pakowanie próżniowe z kontrolą wilgotności podczas magazynowania i transportu.

Výkonnost a použití

Vysoce čisté MgO kelímky se používají pro:

• Indukční tavení superslitin na bázi niklu;
• Rafinaci platiny, iridia, palladia a dalších drahých kovů;
• Tavení katodových prekurzorových materiálů pro lithium-iontové baterie, oxidů vzácných zemin a vysoce čistých kovových tavenin.
  Nezávislá výrobní data ukazují, že v prostředí vakua při teplotě 1.700 °C dosahují kelímky Weiert Ceramics více než 20 hodin nepřetržitého provozu bez strukturálního poškození.

Podsumowanie

Vysoce čisté MgO kelímky představují špičkový směr vývoje žáruvzdorných keramických materiálů. Díky ultrapure surovinám a zakázkovým procesům slinování nabízí Weiert Ceramics řešení s vyšší čistotou a delší životností.

Bibliografia：

• 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.