历史上最早的坩埚是用粘土制成的，但现在只要这种材料能经受足够高的温度，那它就有可能成为一个合格的坩埚，像石英、石墨和刚玉等都是常见的坩埚材料。其中，石墨坩埚是作为多种类少数量的合金熔解最适合使用的坩埚，由于其具有良好的高温性能和很长的使用寿命，而被应用于大型的合金冶炼铸造工艺及矿石的熔解分析中。

金在石墨坩埚中熔化

但由于石墨坩埚在使用时基本都处于高温条件下，而且周围存在很多空气，因为很容易被氧化。而且在冶炼铸造、熔融工艺中，石墨坩埚会被严重腐蚀，降低其使用寿命。为了提高石墨坩埚的使用寿命，科学家想出了往石墨坩埚中添加耐腐蚀材料的方法。

在可供考虑的材料中，碳化硅由于具有稳定的化学性及强耐腐蚀性，且在高温下的氧化产物是SiO2，能够降低陶瓷坩埚的气孔率、提高致密性等，因此被认为是最匹配石墨坩埚的好帮手，能有效提高它的使用寿命。

但是添加材料也要讲究科学，不能瞎搞，要合理的搭配才能最大限度发挥两者的优势，一般来说：

①随着碳化硅含量增加，石墨坩埚的密度增大，气孔率变小。

这主要是因为碳化硅的密度是3.2g/cm3，石墨的密度是2.62g/cm3，所以随着碳化硅含量的增大，石墨坩埚的总体积就能减小，体积密度逐渐增大，气孔率依次减小。

②随着碳化硅含量增加，石墨坩埚失重率逐渐减小；氧化温度越高，石墨坩埚氧化得越快；氧化时间越长，石墨坩埚的失重率越大，降低其抗氧化性。

这是因为一方面SiC具有很好的抗氧化性，首先SiC与CO反应生成SiO气体和固体碳，碳沉积在SiC表面上，然后SiO气体向周围扩散与CO反应生成SiO2和C，这些反应使CO还原成C，并且体积膨胀，膨胀的体积将阻塞石墨坩埚中的气孔，使得氧气无法进入坩埚内部，从而减小其失重率，提高抗氧化性；另一方面坩埚中石墨是鳞片状，与氧气的接触面积很大，其氧化速度很快，因此随着石墨含量的降低，也会促进石墨坩埚抗氧化性能。

不同温度下的失重率

③碳化硅含量越高，石墨坩埚就越致密；而烧成温度的增加在一定范围内也增强石墨坩埚的致密性。

这主要是因为SiC在高温下被氧化时，会形成了玻璃相的SiO2，该相发生流动填充了石墨坩埚中的气孔，随着SiC含量的增加，液相形成的程度也将增大。因此碳化硅含量越高，石墨坩埚的致密性也就越高。

近年来，基于铸造的工业活动正迅速发展，如矿山、铁路、航空、国防等，因此对坩埚的需求也是日益增加。在添加了碳化硅这个小帮手后，石墨坩埚具有了高热传导性、耐热冲击性、高耐热性、抗浸蚀性、抗机械性冲击、抗氧化性、抗粘连性等优势，主要被用作熔炼铝和铝合金、铜和铜基合金、镍和镍合金、贵金属、锌和氧化锌等有色金属的容器。目前石墨-碳化硅坩埚已逐渐代替黏土坩埚，在市场上的需求量已占整体的97%左右，相信在之后也还能有很大的发展空间。