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鉬電極在玻璃液中的熱力學穩定性分析

玻璃的主要成分有SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO和K2O等。澄清劑的主要成分是As2O3和Sb₂O₃。瞭解鉬對這些物質的穩定性，可以知道鉬電極在玻璃液中能不能長期穩定的工作的關鍵。

鉬在高溫下會氧化生成MoO₃，是一種自揮發性氣體。表一是玻璃各組分與鉬之間化學反應。通過熱力學穩定性分析，計算鉬和各玻璃組分之間互相反應自由能變化，從而瞭解鉬電極的穩定性。如果自由能變化為正值，即△G＞0，則鉬電極對玻璃組分是穩定的，相反如果△G＜0，則鉬電極會與玻璃組分發生反應，即不穩定。通過實驗資料發現，鉬電極與玻璃的主成分不發生氧化反應，它們的反應自由能△G＞0，而其他一些雜質和澄清劑，如Sb₂O₃、As₂O₃、Fe₂O₃會和鉬電極發生反應，其△G＜0。

再通過玻璃電熔爐的現場觀察發現，採用Sb₂O₃作為澄清劑的全電熔窯爐，其窯底存在許多Sb-Mo共晶體球，其直徑可達5mm。而鉛玻璃採用電熔法生產時，由於鉛玻璃溶液與鉬電極反應會在窯底下沉積一層鉛液。用鉬電極用於生產玻璃纖維時，當電極電流密度超過1.5~2.0A/cm²,時，在電極表面會產生黃豆般大小的氣泡，它和空氣接觸時燃燒會產生白熾閃光，生成Na₂O粉末。這些現象都表明了，實際操作與熱力學計算結果相符。不過這些澄清劑含量較低，與鉬電極反應不影響鉬電極的使用壽命。由此可知，鉬電極可以在玻璃液中長時間穩定使用。

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