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钼电极在玻璃液中的热力学稳定性分析

玻璃的主要成分有SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO和K2O等。澄清剂的主要成分是As2O3和Sb₂O₃。了解钼对这些物质的稳定性，可以知道钼电极在玻璃液中能不能长期稳定的工作的关键。

钼在高温下会氧化生成MoO₃，是一种自挥发性气体。表一是玻璃各组分与钼之间化学反应。通过热力学稳定性分析，计算钼和各玻璃组分之间互相反应自由能变化，从而了解钼电极的稳定性。如果自由能变化为正值，即△G＞0，则钼电极对玻璃组分是稳定的，相反如果△G＜0，则钼电极会与玻璃组分发生反应，即不稳定。通过实验数据发现，钼电极与玻璃的主成分不发生氧化反应，它们的反应自由能△G＞0，而其他一些杂质和澄清剂，如Sb₂O₃、As₂O₃、Fe₂O₃会和钼电极发生反应，其△G＜0。

再通过玻璃电熔炉的现场观察发现，采用Sb₂O₃作为澄清剂的全电熔窑炉，其窑底存在许多Sb-Mo共晶体球，其直径可达5mm。而铅玻璃采用电熔法生产时，由于铅玻璃溶液与钼电极反应会在窑底下沉积一层铅液。用钼电极用于生产玻璃纤维时，当电极电流密度超过1.5~2.0A/cm²,时，在电极表面会产生黄豆般大小的气泡，它和空气接触时燃烧会产生白炽闪光，生成Na₂O粉末。这些现象都表明了，实际操作与热力学计算结果相符。不过这些澄清剂含量较低，与钼电极反应不影响钼电极的使用寿命。由此可知，钼电极可以在玻璃液中长时间稳定使用。

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