العوامل المؤثرة على عمر خدمة أقطاب الموليبدينوم

 صناعة الزجاج هي صناعة تقليدية ذات استهلاك عالي للطاقة. مع ارتفاع أسعار الطاقة الأحفورية وتحسين متطلبات حماية البيئة، تغيرت تكنولوجيا الصهر من تكنولوجيا التسخين باللهب التقليدية إلى تكنولوجيا الصهر الكهربائي. القطب هو العنصر الذي يتصل مباشرة مع السائل الزجاجي ويمرر الطاقة الكهربائية إلى السائل الزجاجي، وهو من المعدات الهامة في الصهر الكهربائي للزجاج.

 

قطب الموليبدينوم هو مادة قطب كهربائي لا غنى عنها في الصهر الكهربائي للزجاج بسبب قوته في درجات الحرارة العالية، ومقاومته للتآكل، وصعوبة صنع تلوين الزجاج. من المأمول أن يكون عمر خدمة القطب الكهربائي بنفس عمر الفرن أو حتى أكثر من عمر الفرن، ولكن غالبًا ما يتضرر القطب الكهربائي أثناء الاستخدام الفعلي. من الأهمية العملية الكبيرة أن نفهم تمامًا العوامل المؤثرة المختلفة لعمر خدمة أقطاب الموليبدينوم في الاندماج الكهربائي للزجاج.

 

 

أكسدة قطب الموليبدينوم

يتميز قطب الموليبدينوم بخصائص مقاومة درجات الحرارة العالية، لكنه يتفاعل مع الأكسجين عند درجات حرارة عالية. عندما تصل درجة الحرارة إلى 400 درجة مئويةالموليبدينومسيبدأ في تكوين أكسدة الموليبدينوم (MoO) وثاني كبريتيد الموليبدينوم (MoO2)، والتي يمكن أن تلتصق بسطح قطب الموليبدينوم وتشكل طبقة أكسيد، وتنظم الأكسدة الإضافية لقطب الموليبدينوم. عندما تصل درجة الحرارة إلى 500 درجة مئوية ~ 700 درجة مئوية، سيبدأ الموليبدينوم في الأكسدة إلى ثالث أكسيد الموليبدينوم (MoO3). وهو غاز متطاير، يدمر الطبقة الواقية للأكسيد الأصلي بحيث يستمر السطح الجديد المكشوف بواسطة قطب الموليبدينوم في التأكسد ليشكل MoO3. تؤدي مثل هذه الأكسدة والتطاير المتكرر إلى تآكل قطب الموليبدينوم بشكل مستمر حتى يتلف تمامًا.

 

تفاعل قطب الموليبدينوم مع المكون الموجود في الزجاج

يتفاعل قطب الموليبدينوم مع بعض المكونات أو الشوائب الموجودة في المكون الزجاجي عند درجات حرارة عالية، مما يسبب تآكلًا خطيرًا للقطب. على سبيل المثال، يعتبر محلول الزجاج الذي يحتوي على As2O3 وSb2O3 وNa2SO4 كمصفي خطيرًا للغاية بالنسبة لتآكل قطب الموليبدينوم، والذي سيتم أكسدته إلى MoO وMoS2.

 

التفاعل الكهروكيميائي في الصهر الكهربائي للزجاج

يحدث التفاعل الكهروكيميائي في الصهر الكهربائي للزجاج، والذي يقع عند واجهة التلامس بين قطب الموليبدينوم والزجاج المنصهر. في نصف الدورة الإيجابية لمصدر طاقة التيار المتردد، يتم نقل أيونات الأكسجين السالبة إلى القطب الموجب لتحرير الإلكترونات، التي تطلق الأكسجين لتسبب أكسدة قطب الموليبدينوم. في نصف الدورة السالبة لإمداد طاقة التيار المتردد، ستنتقل بعض الكاتيونات الذائبة الزجاجية (مثل البورون) إلى القطب السالب وتوليد مركبات قطب الموليبدينوم، وهي رواسب سائبة في سطح القطب لتلف القطب.

 

درجة الحرارة والكثافة الحالية

يزداد معدل تآكل قطب الموليبدينوم مع زيادة درجة الحرارة. عندما يكون تكوين الزجاج ودرجة حرارة العملية مستقرين، تصبح كثافة التيار هي العامل المتحكم في معدل تآكل القطب. على الرغم من أن الحد الأقصى لكثافة التيار المسموح به لقطب الموليبدينوم يمكن أن يصل إلى 2~3A/cm2، إلا أن تآكل القطب سيزداد إذا كان التيار الكبير قيد التشغيل.