عوامل موثر بر عمر مفید الکترودهای مولیبدن

 صنعت شیشه یک صنعت سنتی با مصرف انرژی بالا است. با قیمت بالای انرژی فسیلی و بهبود الزامات حفاظت از محیط زیست، فناوری ذوب از فناوری گرمایش با شعله سنتی به فناوری ذوب الکتریکی تغییر کرده است. الکترود عنصری است که مستقیماً با مایع شیشه در تماس است و انرژی الکتریکی را به مایع شیشه ای که تجهیزات مهم در الکتروفیوژن شیشه است، منتقل می کند.

 

الکترود مولیبدن به دلیل استحکام در دمای بالا، مقاومت در برابر خوردگی و دشواری در ساخت رنگ شیشه، یک ماده الکترود ضروری در الکتروفیوژن شیشه است. امید است که طول عمر الکترود به اندازه سن کوره یا حتی بیشتر از سن کوره باشد، اما الکترود اغلب در حین استفاده واقعی آسیب می بیند. درک کامل عوامل موثر بر طول عمر الکترودهای مولیبدن در الکترو فیوژن شیشه از اهمیت عملی بالایی برخوردار است.

 

 

اکسیداسیون الکترود مولیبدن

الکترود مولیبدن دارای ویژگی های مقاومت در برابر دمای بالا است، اما در دماهای بالا با اکسیژن واکنش می دهد. هنگامی که دما به 400 درجه سانتیگراد می رسد،مولیبدنشروع به تشکیل اکسیداسیون مولیبدن (MoO) و دی سولفید مولیبدن (MoO2) می کند، که می تواند به سطح الکترود مولیبدن بچسبد و یک لایه اکسید تشکیل دهد و اکسیداسیون بیشتر الکترود مولیبدن را سازماندهی کند. هنگامی که دما به 500 ℃ ~ 700 ℃ می رسد، مولیبدن شروع به اکسید شدن به تری اکسید مولیبدن (MoO3) می کند. این یک گاز فرار است که لایه محافظ اکسید اصلی را از بین می برد به طوری که سطح جدید در معرض الکترود مولیبدن به اکسید شدن ادامه می دهد و MoO3 را تشکیل می دهد. چنین اکسیداسیون و تبخیر مکرر باعث می شود که الکترود مولیبدن به طور مداوم فرسایش یابد تا زمانی که به طور کامل آسیب ببیند.

 

واکنش الکترود مولیبدن به جزء در شیشه

الکترود مولیبدن با برخی از اجزا یا ناخالصی های موجود در جزء شیشه ای در دماهای بالا واکنش می دهد و باعث فرسایش جدی الکترود می شود. به عنوان مثال، محلول شیشه ای با As2O3، Sb2O3 و Na2SO4 به عنوان شفاف کننده برای فرسایش الکترود مولیبدن بسیار جدی است که به MoO و MoS2 اکسید می شود.

 

واکنش الکتروشیمیایی در الکتروفیوژن شیشه

واکنش الکتروشیمیایی در الکتروفیوژن شیشه، که در سطح تماس بین الکترود مولیبدن و شیشه مذاب است، رخ می دهد. در نیم سیکل مثبت منبع تغذیه AC، یون های اکسیژن منفی به الکترود مثبت منتقل می شوند تا الکترون ها آزاد شوند که اکسیژن را آزاد می کنند و باعث اکسیداسیون الکترود مولیبدن می شوند. در نیم سیکل منفی منبع تغذیه AC، برخی از کاتیون های مذاب شیشه (مانند بور) به سمت الکترود منفی حرکت می کنند و ترکیبات الکترود مولیبدن تولید می کنند، که رسوبات شل در سطح الکترود برای آسیب رساندن به الکترود هستند.

 

دما و چگالی جریان

سرعت فرسایش الکترود مولیبدن با افزایش دما افزایش می یابد. هنگامی که ترکیب شیشه و دمای فرآیند پایدار باشد، چگالی جریان به عاملی تبدیل می‌شود که نرخ خوردگی الکترود را کنترل می‌کند. اگرچه حداکثر چگالی جریان مجاز الکترود مولیبدن می تواند به 2~3A/cm2 برسد، فرسایش الکترود در صورت جریان زیاد جریان افزایش می یابد.