Faktoren, die die Lebensdauer von Molybdänelektroden beeinflussen

 Die Glasindustrie ist eine traditionelle Industrie mit hohem Energieverbrauch. Mit dem hohen Preis fossiler Energie und der Verbesserung der Umweltschutzanforderungen hat sich die Schmelztechnologie von der traditionellen Flammenheiztechnologie zur elektrischen Schmelztechnologie gewandelt. Die Elektrode ist das Element, das direkt mit der Glasflüssigkeit in Kontakt kommt und die elektrische Energie an die Glasflüssigkeit weitergibt, die die wichtige Ausrüstung bei der Glaselektrofusion darstellt.

 

Molybdänelektroden sind aufgrund ihrer Hochtemperaturfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und der Schwierigkeit, Glas einzufärben, ein unverzichtbares Elektrodenmaterial beim Glas-Elektroschmelzen. Man hofft, dass die Lebensdauer der Elektrode so lang wie das Alter des Ofens oder sogar länger als das Alter des Ofens sein wird, aber die Elektrode wird während des tatsächlichen Gebrauchs häufig beschädigt. Es ist von großer praktischer Bedeutung, die verschiedenen Einflussfaktoren auf die Lebensdauer von Molybdänelektroden beim Glas-Elektroschmelzen vollständig zu verstehen.

 

 

Oxidation der Molybdänelektrode

Die Molybdänelektrode weist die Eigenschaften einer hohen Temperaturbeständigkeit auf, reagiert jedoch bei hohen Temperaturen mit Sauerstoff. Wenn die Temperatur 400 ℃ erreicht, wird dieMolybdänbeginnt mit der Bildung von Molybdänoxidation (MoO) und Molybdändisulfid (MoO2), die an der Oberfläche der Molybdänelektrode haften, eine Oxidschicht bilden und die weitere Oxidation der Molybdänelektrode organisieren können. Wenn die Temperatur 500 °C bis 700 °C erreicht, beginnt Molybdän zu Molybdäntrioxid (MoO3) zu oxidieren. Es handelt sich um ein flüchtiges Gas, das die Schutzschicht des ursprünglichen Oxids zerstört, so dass die neue, von der Molybdänelektrode freigelegte Oberfläche weiter zu MoO3 oxidiert. Durch diese wiederholte Oxidation und Verflüchtigung wird die Molybdänelektrode kontinuierlich erodiert, bis sie vollständig beschädigt ist.

 

Die Reaktion der Molybdänelektrode auf die Komponente im Glas

Die Molybdänelektrode reagiert bei hohen Temperaturen mit einigen Bestandteilen oder Verunreinigungen in der Glaskomponente, was zu einer starken Erosion der Elektrode führt. Beispielsweise ist die Glaslösung mit As2O3, Sb2O3 und Na2SO4 als Klärmittel sehr schwerwiegend für die Erosion der Molybdänelektrode, die zu MoO und MoS2 oxidiert wird.

 

Elektrochemische Reaktion bei der Glaselektrofusion

Die elektrochemische Reaktion findet bei der Glaselektrofusion statt, die an der Kontaktschnittstelle zwischen der Molybdänelektrode und dem geschmolzenen Glas stattfindet. Im positiven Halbzyklus der Wechselstromversorgung werden negative Sauerstoffionen zur positiven Elektrode übertragen, um Elektronen freizusetzen, die Sauerstoff freisetzen und die Oxidation der Molybdänelektrode bewirken. Im negativen Halbzyklus der Wechselstromversorgung wandern einige der Kationen der Glasschmelze (z. B. Bor) zur negativen Elektrode und es entstehen Molybdän-Elektrodenverbindungen, bei denen es sich um lose Ablagerungen auf der Elektrodenoberfläche handelt, die die Elektrode beschädigen.

 

Temperatur und Stromdichte

Die Erosionsrate der Molybdänelektrode nimmt mit steigender Temperatur zu. Wenn die Glaszusammensetzung und die Prozesstemperatur stabil sind, wird die Stromdichte zum Faktor, der die Korrosionsrate der Elektrode steuert. Obwohl die maximal zulässige Stromdichte der Molybdänelektrode 2 bis 3 A/cm2 erreichen kann, nimmt die Elektrodenerosion zu, wenn ein großer Strom fließt.