Ο φυσικός μηχανισμός του σχηματισμού πυρίμαχων τούβλων και φυσαλίδων AZS
Το λιωμένοΤούβλο AZSπεριέχει πολλούς πόρους στο εσωτερικό τους και το εσωτερικό αυτών των πόρων είναι γεμάτο με αέριο. Η σύσταση του αερίου είναι περίπου ίδια με αυτή του αέρα, δηλαδή είναι κυρίως άζωτο, οξυγόνο και μικρή ποσότητα αερίου διοξειδίου του άνθρακα. Καθώς ο χρόνος επαφής μεταξύ των τούβλων AZS και του υγρού γυαλιού αυξάνεται, λόγω της διάβρωσης της επιφάνειας του τούβλου, τα εσωτερικά κενά θα εκτεθούν και το αέριο που είναι γεμάτο μέσα θα απελευθερωθεί ταυτόχρονα για να σχηματίσει φυσαλίδες.
Ο χημικός μηχανισμός του πυρίμαχου AZS και του σχηματισμού φυσαλίδων
Το λιωμένο πυρίμαχο υλικό AZS περιέχει στοιχεία ακαθαρσίας που μπορούν να οξειδωθούν για να σχηματίσουν αέριο, όπως άνθρακα, θείο, καρβίδιο ζιρκονίου, νιτρίδιο, οξείδιο του αζώτου, κ.λπ. να σχηματιστεί αντίστοιχο άζωτο, μονοξείδιο του άνθρακα, διοξείδιο του άνθρακα, διοξείδιο του θείου και άλλα αέρια.
Όταν το λιωμένο τούβλο AZS ψύχεται και θερμαίνεται ξανά, γενικά δημιουργούνται φυσαλίδες οξυγόνου και δευτερεύουσες φυσαλίδες στο σημείο επαφής μεταξύ του υγρού γυαλιού και του λιωμένου τούβλου AZS. Αυτό συμβαίνει επειδή, γενικά, τα χυτά τούβλα AZS περιέχουν μικρή ποσότητα (<0.3% (mass fraction)) of variable valence elements, such as iron (Fe, Fe) or titanium (Ti, Ti). These variable valence elements can change their valence state with the change of temperature, thereby completing the role of absorbing or releasing oxygen.
Όταν η θερμοκρασία μειώνεται, η εξίσωση της αντίδρασης προχωρά προς τη θετική κατεύθυνση, η οποία ευνοεί τον σχηματισμό του Fe3+. Όταν η θερμοκρασία αυξάνεται, η εξίσωση της αντίδρασης προχωρά προς την αντίθετη κατεύθυνση (αντίστροφη αντίδραση), η οποία ευνοεί το σχηματισμό O2.
Ένας άλλος λόγος για την παραγωγή οξυγόνου είναι η ηλεκτροχημική αντίδραση μεταξύ του τήγματος γυαλιού και του πυρίμαχου τούβλου AZS ή η «απομακρυσμένη» ηλεκτροχημική αντίδραση όταν το τήγμα γυαλιού και τα πυρίμαχα υλικά AZS δεν έρχονται σε επαφή. Τα ιόντα αλκαλιμετάλλου ή μετάλλου αλκαλικής γαίας είναι υπεύθυνα για τη μεταφορά ηλεκτρονίων. Σε αυτήν την αντίδραση μπαταρίας, τα ιόντα οξυγόνου (O2-) στο τήγμα γυαλιού οξειδώνονται σε οξυγόνο (O2).
Το τήγμα γυαλιού έρχεται σε επαφή με το χυτό τούβλο AZS. Η συγκέντρωση ιόντων αλκαλιμετάλλου ή μετάλλου αλκαλικής γαίας στο τήγμα γυαλιού είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτή στο πυρίμαχο. Επιπλέον, λόγω της διείσδυσης της γυάλινης φάσης, αυτά τα μεταλλικά ιόντα Mn+ θα διαχέονται στο πυρίμαχο. Το αποτέλεσμα είναι ότι εξουδετερώνει τα ηλεκτρόνια που διαχέονται στο πυρίμαχο υλικό AZS, διατηρώντας την ηλεκτρική ουδετερότητα.
