Παράγοντες που επηρεάζουν τη διάρκεια ζωής των ηλεκτροδίων μολυβδαινίου

 Η βιομηχανία γυαλιού είναι μια παραδοσιακή βιομηχανία με υψηλή κατανάλωση ενέργειας. Με την υψηλή τιμή της ορυκτής ενέργειας και τη βελτίωση των απαιτήσεων περιβαλλοντικής προστασίας, η τεχνολογία τήξης έχει αλλάξει από την παραδοσιακή τεχνολογία θέρμανσης με φλόγα σε τεχνολογία ηλεκτρικής τήξης. Το ηλεκτρόδιο είναι το στοιχείο που έρχεται σε άμεση επαφή με το υγρό του γυαλιού και διοχετεύει την ηλεκτρική ενέργεια στο γυάλινο υγρό, το οποίο είναι ο σημαντικός εξοπλισμός στην ηλεκτροσύντηξη γυαλιού.

 

Το ηλεκτρόδιο μολυβδαινίου είναι ένα απαραίτητο υλικό ηλεκτροδίων στην ηλεκτροσύντηξη γυαλιού λόγω της αντοχής του σε υψηλή θερμοκρασία, της αντίστασης στη διάβρωση και της δυσκολίας κατασκευής χρωματισμού γυαλιού. Ελπίζεται ότι η διάρκεια ζωής του ηλεκτροδίου θα είναι τόσο μεγάλη όσο η ηλικία του κλιβάνου ή ακόμη και μεγαλύτερη από την ηλικία του κλιβάνου, αλλά το ηλεκτρόδιο συχνά θα καταστραφεί κατά τη διάρκεια της πραγματικής χρήσης. Είναι μεγάλης πρακτικής σημασίας να κατανοήσουμε πλήρως τους διάφορους παράγοντες που επηρεάζουν τη διάρκεια ζωής των ηλεκτροδίων μολυβδαινίου στην ηλεκτροσύντηξη γυαλιού.

 

 

Οξείδωση του ηλεκτροδίου του μολυβδαινίου

Το ηλεκτρόδιο μολυβδαινίου έχει τα χαρακτηριστικά της αντίστασης σε υψηλή θερμοκρασία, αλλά αντιδρά με το οξυγόνο σε υψηλές θερμοκρασίες. Όταν η θερμοκρασία φτάσει τους 400 ℃, τομολυβδαίνιοθα αρχίσει να σχηματίζει οξείδωση μολυβδαινίου (MoO) και δισουλφίδιο μολυβδαινίου (MoO2), τα οποία μπορούν να προσκολληθούν στην επιφάνεια του ηλεκτροδίου μολυβδαινίου και να σχηματίσουν ένα στρώμα οξειδίου και να οργανώσουν την περαιτέρω οξείδωση του ηλεκτροδίου μολυβδαινίου. Όταν η θερμοκρασία φτάσει τους 500 ℃ ~ 700 ℃, το μολυβδαίνιο θα αρχίσει να οξειδώνεται σε τριοξείδιο του μολυβδαινίου (MoO3). Είναι ένα πτητικό αέριο, το οποίο καταστρέφει το προστατευτικό στρώμα του αρχικού οξειδίου, έτσι ώστε η νέα επιφάνεια που εκτίθεται από το ηλεκτρόδιο του μολυβδαινίου να συνεχίσει να οξειδώνεται για να σχηματίσει MoO3. Τέτοια επαναλαμβανόμενη οξείδωση και εξαέρωση κάνουν το ηλεκτρόδιο μολυβδαινίου να διαβρώνεται συνεχώς μέχρι να καταστραφεί πλήρως.

 

Η αντίδραση του ηλεκτροδίου του μολυβδαινίου στο συστατικό στο γυαλί

Το ηλεκτρόδιο μολυβδαινίου αντιδρά με ορισμένα συστατικά ή ακαθαρσίες του γυαλιού σε υψηλές θερμοκρασίες, προκαλώντας σοβαρή διάβρωση του ηλεκτροδίου. Για παράδειγμα, το γυάλινο διάλυμα με As2O3, Sb2O3 και Na2SO4 ως διαυγαστή είναι πολύ σοβαρό για τη διάβρωση του ηλεκτροδίου του μολυβδαινίου, το οποίο θα οξειδωθεί σε MoO και MoS2.

 

Ηλεκτροχημική αντίδραση στην ηλεκτροσύντηξη γυαλιού

Η ηλεκτροχημική αντίδραση λαμβάνει χώρα στην ηλεκτροσύντηξη γυαλιού, η οποία βρίσκεται στη διεπιφάνεια επαφής μεταξύ του ηλεκτροδίου μολυβδαινίου και του τηγμένου γυαλιού. Στο θετικό μισό κύκλο του τροφοδοτικού AC, αρνητικά ιόντα οξυγόνου μεταφέρονται στο θετικό ηλεκτρόδιο για να απελευθερώσουν ηλεκτρόνια, τα οποία απελευθερώνουν οξυγόνο για να προκαλέσουν την οξείδωση του ηλεκτροδίου μολυβδαινίου. Στον αρνητικό μισό κύκλο τροφοδοσίας εναλλασσόμενου ρεύματος, μερικά από τα κατιόντα τήγματος γυαλιού (όπως το βόριο) θα μετακινηθούν στο αρνητικό ηλεκτρόδιο και θα δημιουργηθούν ενώσεις ηλεκτροδίων μολυβδαινίου, οι οποίες είναι χαλαρές εναποθέσεις στην επιφάνεια του ηλεκτροδίου για να καταστρέψουν το ηλεκτρόδιο.

 

Θερμοκρασία και πυκνότητα ρεύματος

Ο ρυθμός διάβρωσης του ηλεκτροδίου μολυβδαινίου αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας. Όταν η σύνθεση του γυαλιού και η θερμοκρασία της διεργασίας είναι σταθερές, η πυκνότητα ρεύματος γίνεται ο παράγοντας που ελέγχει τον ρυθμό διάβρωσης του ηλεκτροδίου. Αν και η μέγιστη επιτρεπόμενη πυκνότητα ρεύματος του ηλεκτροδίου μολυβδαινίου μπορεί να φτάσει τα 2~3A/cm2, η διάβρωση του ηλεκτροδίου θα αυξηθεί εάν τρέχει το μεγάλο ρεύμα.