坩埚

坩埚是一种陶瓷或金属容器，金属或其他物质可能在其中熔化或承受非常高的温度。 虽然坩埚在历史上通常由粘土制成，但它们可以由任何能够承受足以熔化或以其他方式改变其内容物的高温的材料制成。

坩埚的形式随着时间的推移而变化，其设计反映了它们的使用过程以及地区差异。 最早的坩埚形式源自公元前六/五千年。

用于铜冶炼的陶器通常是由粘土制成的宽浅容器，缺乏耐火性能，类似于当时其他陶瓷中使用的粘土类型。 在铜石器时代，坩埚是用吹管从顶部加热的。 从那时起，陶瓷坩埚的设计略有修改，例如手柄、旋钮或倾倒口，使它们更容易处理和倾倒。 这种做法的早期例子可以在约旦费南看到。 这些坩埚增加了把手以便于更好地操作，但是，由于坩埚保存不佳，没有倾倒口的迹象。 这一时期坩埚的主要用途是将矿石保持在热量集中的区域，使其在成型前与杂质分离。

在科尔马的一个宗教场所发现了一个可追溯到公元前 2300 年至公元前 1900 年的用于青铜铸造的坩埚炉。

铁器时代坩埚的使用与青铜时代非常相似，铜和锡冶炼被用来生产青铜。 铁器时代的坩埚设计与青铜时代的一样。

罗马时期展示了技术创新，使用坩埚用于生产新合金的新方法。 熔炼和熔化过程也随着加热技术和坩埚设计而改变。 坩埚改为圆形或尖底的容器，形状更圆锥形； 这些是从下方加热的，这与形状不规则且从上方加热的史前类型不同。 这些设计在木炭中提供了更大的稳定性。 在某些情况下，这些坩埚具有更薄的壁和更耐火的特性。

在罗马时期，开始使用一种新的金属加工工艺，即渗碳法，用于生产黄铜。 这个过程涉及金属和气体的结合以生产合金。 黄铜是通过将固体铜金属与以炉甘石或菱锌矿形式出现的氧化锌或碳酸盐混合制成的。 将其加热到约 900°C，氧化锌蒸发成气体，锌气体与熔融铜结合。 该反应必须在半封闭或密闭容器中进行，否则锌蒸气会在与铜反应之前逸出。 因此，胶结坩埚具有限制气体从坩埚中损失的量的盖子或盖子。 坩埚设计与那个时期的熔炼坩埚相似，使用与熔炼坩埚相同的材料。 圆锥形和小嘴允许添加盖子。 这些小坩埚可见于德国 Colonia Ulpia Trajana（现代克桑滕），那里的坩埚大小约为 4 厘米，但是，这些都是小例子。 有一些较大容器的例子，如烹饪锅和双耳细颈瓶，用于胶结以处理大量黄铜； 由于反应发生在低温下，因此可以使用较低烧制的陶瓷。 使用的陶瓷容器很重要，因为容器必须能够通过壁排出气体，否则压力会破坏容器。 由于在反应完成后必须打开坩埚以去除黄铜，因此在大多数情况下，盖子会被烘烤到容器上，或者黄铜可能会粘附在容器壁上，因此需要大量生产胶结容器。

铜及其合金（如含铅青铜）的熔炼和熔炼是在类似于罗马时期的坩埚中进行熔炼的，这些坩埚的壁较薄，底部平坦，可以放置在熔炉内。 随着用于陶瓷坩埚的新型回火材料的引入，这种熔炼技术在中世纪末期开始发生变化。 其中一些铜合金坩埚用于制作钟。 铸钟坩埚必须更大，大约 60 厘米。 这些后来的中世纪坩埚是一种批量生产的产品。

从罗马时代末期到中世纪早期就已失传的胶结工艺，在黄铜上仍以同样的方式延续着。 由于对其背后的技术有了更好的了解，中世纪时期黄铜产量有所增加。 此外，对黄铜进行渗碳的工艺没有改变。