玻璃硅碳棒窯爐中氧元素的存在形式
2025-02-17 11:35:52 點(diǎn)擊：
熔制硅碳棒玻璃時(shí)，氧元素在玻璃中有2種存在形式:非橋接氧CNBO)和橋接氧CBO)，其中只有NBO具有化學(xué)活性，使玻璃具有一定的堿性(堿度)，這是由于氧元素溶解在玻璃中的氧離子活性度顯示的特性。物理溶解的氧分子沒有與玻璃成分結(jié)合，以游離氧形式存在于玻璃中。化學(xué)溶解的氧與玻璃熔體中的多價(jià)氧化物(如Cr2Os)反應(yīng)形成結(jié)合氧，陽離子失去電子成為更高價(jià)態(tài)的離子，如反應(yīng)式(3)所示。2Cr();十3024Cr0(3)由于玻璃原料成分多樣，存在各種化學(xué)元素，可能存在如圖17所示的一些氧化反應(yīng)過程。當(dāng)玻璃中存在幾種類型的多價(jià)離子時(shí)，多價(jià)離子的氧化程度取決于其他類型多價(jià)離子的濃度。例如，對于含有鐵和鉻的玻璃熔體，在Cry一沒有被氧化成Cry一時(shí)，幾乎所有的Fez一都會(huì)被完全氧化成Fey。玻璃組分中常見離子的氧化難易程度為:(Cry一/Cry一)(Mnz一/Mny一)/BAs;一/As'十)(Cey-/Ce-'-)(Fez-/Fey一)。氧化/還原趨勢在高度氧化狀態(tài)(高濃度溶解氧)的玻璃硅碳棒窯爐中，多價(jià)離子主要以最高氧化態(tài)(高價(jià))存在，如FeySb-As-,Cry一或Cry一Sn-'一Ce-'一S;在低度氧化狀態(tài)(低濃度溶解氧)的玻璃硅碳棒窯爐中，多價(jià)離子主要以還原態(tài)(低價(jià))存在，如Fe)或Fez-Sb;-As;-Crz-Snz-Ce;-Sz。這些不同組分之間的平衡對應(yīng)于玻璃熔體的氧化/還原狀態(tài)，對熔體的行為和玻璃的性能有很大影響。玻璃的氧化/還原特征參數(shù)在玻璃熔制過程中，氧化/還原狀態(tài)可以用不同的參數(shù)來表征:
(1)配料的氧化/還原系數(shù)(Simpson系數(shù))，化學(xué)需氧量(COD)氧分壓(o);
(2)玻璃制品的鐵還原指數(shù)(FeZ一/Fe,,,,,);
(3)原料的還原系數(shù)R，常用原料的R值如表1所示。玻璃熔體氧化/還原狀態(tài)的測定通過比較玻璃熔體的氧分壓(o)與參比氣體的氧分壓(o">，可以計(jì)算出熔體的EMF電動(dòng)勢，以此表征熔體的氧化/還原狀態(tài)，計(jì)算方法如公式(6)所示。由圖18(a)的氧氣傳感器測得P<〕值，圖18(b>為傳感器結(jié)構(gòu)示意圖，圖19為測量程序示意圖(a)及測量儀器實(shí)物照片(b>。在較高的P<〕狀態(tài)時(shí)，玻璃熔體的氧化性強(qiáng);在較低的<〕狀態(tài)時(shí)，玻璃熔體的還原性強(qiáng)，越低，熔體的還原性越強(qiáng)。式中:EMF為電動(dòng)勢;R為氣體常數(shù);T為溫度，單位℃;F為法拉第常數(shù)。氧化/還原態(tài)對玻璃性能的影響氧化/還原態(tài)對固體玻璃的影響往往表現(xiàn)為玻璃顏色的變化，每種玻璃類型和顏色都有自己的最佳氧化/還原狀態(tài)，如圖20所示。各種顏色玻璃的典型o/氧氣單元的氧氣電動(dòng)勢(mV)如圖21所示。http://www.yagpc.com/
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