ปัจจัยที่ส่งผลต่ออายุการใช้งานของอิเล็กโทรดโมลิบดีนัม

 อุตสาหกรรมแก้วเป็นอุตสาหกรรมแบบดั้งเดิมที่มีการใช้พลังงานสูง ด้วยราคาพลังงานฟอสซิลที่สูงและการปรับปรุงข้อกำหนดด้านการคุ้มครองสิ่งแวดล้อม เทคโนโลยีการหลอมได้เปลี่ยนจากเทคโนโลยีการทำความร้อนด้วยเปลวไฟแบบดั้งเดิมไปเป็นเทคโนโลยีการหลอมด้วยไฟฟ้า อิเล็กโทรดเป็นองค์ประกอบที่สัมผัสโดยตรงกับของเหลวแก้วและส่งพลังงานไฟฟ้าไปยังของเหลวแก้วซึ่งเป็นอุปกรณ์สำคัญในอิเล็กโทรฟิวชันแก้ว

 

อิเล็กโทรดโมลิบดีนัมเป็นวัสดุอิเล็กโทรดที่ขาดไม่ได้ในการทำปฏิกิริยาอิเล็กโทรฟิวชันแก้ว เนื่องจากมีความแข็งแรงสูง ทนต่อการกัดกร่อน และมีความยากในการทำสีแก้ว หวังว่าอายุการใช้งานของอิเล็กโทรดจะยาวนานเท่ากับอายุเตาเผาหรือมากกว่าอายุเตาเผาด้วยซ้ำ แต่อิเล็กโทรด มักจะได้รับความเสียหายระหว่างการใช้งานจริง การทำความเข้าใจปัจจัยที่มีอิทธิพลต่างๆ ของอายุการใช้งานของอิเล็กโทรดโมลิบดีนัมในแก้วอิเล็กโตรฟิวชันแก้วถือเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในทางปฏิบัติ

 

 

ออกซิเดชันของอิเล็กโทรดโมลิบดีนัม

อิเล็กโทรดโมลิบดีนัมมีคุณสมบัติต้านทานอุณหภูมิสูง แต่ทำปฏิกิริยากับออกซิเจนที่อุณหภูมิสูง เมื่ออุณหภูมิสูงถึง 400 ℃โมลิบดีนัมจะเริ่มสร้างโมลิบดีนัมออกซิเดชัน (MoO) และโมลิบดีนัมไดซัลไฟด์ (MoO2) ซึ่งสามารถเกาะติดกับพื้นผิวของอิเล็กโทรดโมลิบดีนัมและสร้างชั้นออกไซด์ และจัดระเบียบออกซิเดชันเพิ่มเติมของอิเล็กโทรดโมลิบดีนัม เมื่ออุณหภูมิสูงถึง 500 ℃ ~ 700 ℃ โมลิบดีนัมจะเริ่มออกซิไดซ์เป็นโมลิบดีนัมไตรออกไซด์ (MoO3) มันเป็นก๊าซระเหย ซึ่งจะทำลายชั้นป้องกันของออกไซด์ดั้งเดิม เพื่อให้พื้นผิวใหม่ที่สัมผัสกับอิเล็กโทรดโมลิบดีนัมยังคงออกซิไดซ์ต่อไปเพื่อสร้าง MoO3 การเกิดออกซิเดชันและการระเหยซ้ำๆ ดังกล่าวทำให้อิเล็กโทรดโมลิบดีนัมถูกกัดเซาะอย่างต่อเนื่องจนกว่าจะได้รับความเสียหายทั้งหมด

 

ปฏิกิริยาของอิเล็กโทรดโมลิบดีนัมต่อส่วนประกอบในแก้ว

อิเล็กโทรดโมลิบดีนัมทำปฏิกิริยากับส่วนประกอบบางอย่างหรือสิ่งเจือปนในส่วนประกอบแก้วที่อุณหภูมิสูง ทำให้เกิดการกัดเซาะอย่างรุนแรงของอิเล็กโทรด ตัวอย่างเช่น สารละลายแก้วที่มี As2O3, Sb2O3 และ Na2SO4 เป็นบ่อพักมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการกัดเซาะของอิเล็กโทรดโมลิบดีนัม ซึ่งจะถูกออกซิไดซ์เป็น MoO และ MoS2

 

ปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าในแก้วอิเล็กโทรฟิวชัน

ปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าเกิดขึ้นในอิเล็กโทรฟิวชันแก้ว ซึ่งอยู่ที่ส่วนสัมผัสระหว่างอิเล็กโทรดโมลิบดีนัมและแก้วหลอมเหลว ในครึ่งวงจรบวกของแหล่งจ่ายไฟ AC ไอออนออกซิเจนเชิงลบจะถูกถ่ายโอนไปยังอิเล็กโทรดบวกเพื่อปล่อยอิเล็กตรอน ซึ่งปล่อยออกซิเจนเพื่อทำให้เกิดออกซิเดชันของอิเล็กโทรดโมลิบดีนัม ในครึ่งวงจรลบของแหล่งจ่ายไฟ AC แคตไอออนละลายแก้วบางส่วน (เช่น โบรอน) จะเคลื่อนไปยังขั้วลบและการสร้างสารประกอบอิเล็กโทรดโมลิบดีนัม ซึ่งเป็นการสะสมหลวม ๆ ในพื้นผิวอิเล็กโทรดเพื่อทำให้อิเล็กโทรดเสียหาย

 

อุณหภูมิและความหนาแน่นกระแส

อัตราการกัดเซาะของอิเล็กโทรดโมลิบดีนัมจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น เมื่อองค์ประกอบของแก้วและอุณหภูมิกระบวนการคงที่ ความหนาแน่นกระแสจะกลายเป็นปัจจัยควบคุมอัตราการกัดกร่อนของอิเล็กโทรด แม้ว่าความหนาแน่นกระแสสูงสุดที่อนุญาตของอิเล็กโทรดโมลิบดีนัมจะสูงถึง 2~3A/cm2 แต่การพังทลายของอิเล็กโทรดจะเพิ่มขึ้นหากกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ทำงาน