Chen Jing Fang

(Jiang Su University of Science and Technology,Meterial Engineer Department)

AbstractBy computing reaction freedom energy of Molybdenum Electrode and Glass Component,we can decide which Glass Component reaction with Molybdenum Electrode and which melting Glass Component furnace can not use Molybdenum Electrode.It is not nessary to do exeriment and can save menory and time and is very useful.

引言

      现代玻璃制品的成分包括钠钙玻璃、硼硅酸盐玻璃、铅玻璃、铝硼硅酸盐玻璃、磷硅酸盐玻璃、铝酸盐玻璃、钛酸盐玻璃、氟化物玻璃、硫系玻璃、金属玻璃、微晶玻璃等。这些系统的玻璃根据玻璃制品的不同又包括了许多成分。有些玻璃成分的制品在熔窑中已经成功地应用了钼电极，其要成份列于表1。而有些玻璃制品的熔窑中尚未应用了钼电极。由于玻璃熔窑投资费用较大，为了判断钼电极在其它玻璃中的使用效果，通常将待熔制的玻璃与钼电极置于高温炉中进行熔制耐腐蚀试验，详细研究钼电极和玻璃中各主要组份及各种溶入杂质(包括气态)的相互作用，这样既费力又费钱。通过理论计算解决这一问题具有非常重要的现实意义。

表1 成功地利用钼电极电熔的玻璃成份

一、钼电极的氧化机理

1、物理溶解的氧对钼电极的作用

        熔融玻璃中不可避免地要溶入一些空气。空气中的氧在高温下引起钼电极的氧化，首先生成低价MoO₂，MoO₂进一步氧化成MoO₃，MoO₃是白色挥发物，溶于玻璃构成杂质组份，对电极不起保护作用，但不污染玻璃。钼电极和溶入气体的这种反应是不可消除的。但是，由于溶入的气体数量很少，反应并不剧烈。另外，窑炉中的玻璃液的流动速度很慢，一直处于层流状态，在电极表面吸附有一层相对静止的玻璃，构成“液态保护屏障”，阻制钼电极和新鲜玻璃接触，切断氧源，可以防止电极持续缓慢氧化。因此，物理溶解的氧对钼电极的作用不会造成实质性的危害。

2、钼电极和玻璃组份之间的化学反应的热力学计算

        各种玻璃的主要成份有Al₂O₃、B₂O₃、BaO、BiO、BeO、CaO、Ca(PO₄)₂、CaF、CdO、GeO、K₂O 、MgO、Na₂O、SrO、SiO₂、Tl₂O 、TiO、ZnO、WO₃, 其它微量成分有AgO、As₂₄O₃、CoO、CrO、CuO、FeO、 Fe₂O₃、Ln₂O₃、MnO、NiO、Nd₂O₃、Pr₂O₃、 Sb₂O₃、Sm₂O₃、UO₂，高铅玻璃还含有大量PbO。为了确定钼电极会不会和玻璃组份发生化学反应，详细地计算了电极和组份之间的反应自由能的变化ΔG，导出钼与玻璃组成反应的ΔG=F(t)的图(如图1)。选择CaO和PbO两种典型氧化物为实例，说明图1曲线和表2数据的计算方法。

(1、)钙和氧反应：

2Ca+O₂→2CaO…….(1)