AZS ugunsizturīgo ķieģeļu un burbuļu veidošanās fiziskais mehānisms
IzkausētaisAZS ķieģelisiekšpusē ir daudz poru, un šo poru iekšpuse ir piepildīta ar gāzi. Gāzes sastāvs ir aptuveni tāds pats kā gaisa, tas ir, galvenokārt tas ir slāpeklis, skābeklis un neliels daudzums oglekļa dioksīda. Palielinoties saskares laikam starp AZS ķieģeļiem un stikla šķidrumu, ķieģeļu virsmas erozijas dēļ tiks atklāti iekšējie tukšumi, un tajā pašā laikā tiks atbrīvota iekšpusē iepildītā gāze, veidojot burbuļus.
AZS ugunsizturīgo un burbuļu veidošanās ķīmiskais mehānisms
Izkausētais AZS ugunsizturīgais materiāls satur piemaisījumu elementus, kurus var oksidēt, veidojot gāzi, piemēram, oglekli, sēru, cirkonija karbīdu, nitrīdu, slāpekļa oksīdu utt. Kad AZS ugunsizturīgais ķieģelis tiek uzkarsēts līdz virs 1400 grādiem, šie piemaisījumu elementi tiks pakļauti oksidācijas reakcijai. veidot atbilstošu slāpekli, oglekļa monoksīdu, oglekļa dioksīdu, sēra dioksīdu un citus gāzes.
Kad izkausētais AZS ķieģelis tiek atdzesēts un atkal uzkarsēts, stikla šķidruma un izkausētā AZS ķieģeļa saskares vietā parasti veidojas skābekļa burbuļi un sekundārie burbuļi. Tas ir tāpēc, ka parasti lietie AZS ķieģeļi satur nelielu daudzumu (<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.
Kad temperatūra pazeminās, reakcijas vienādojums virzās pozitīvā virzienā, kas veicina Fe3+ veidošanos. Paaugstinoties temperatūrai, reakcijas vienādojums notiek pretējā virzienā (reversā reakcija), kas veicina O2 veidošanos.
Vēl viens skābekļa veidošanās iemesls ir elektroķīmiskā reakcija starp stikla kausējumu un AZS ugunsizturīgo ķieģeli vai "attālā" elektroķīmiskā reakcija, kad stikla kausējums un AZS ugunsizturīgie materiāli nesaskaras. Sārmu metālu vai sārmzemju metālu joni ir atbildīgi par elektronu pārnesi. Šajā akumulatora reakcijā skābekļa joni (O2-) stikla kausējumā tiek oksidēti līdz skābeklim (O2).
Stikla kausējums saskaras ar izlieto AZS ķieģeli. Sārmu metālu vai sārmzemju metālu jonu koncentrācija stikla kausējumā ir daudz lielāka nekā ugunsizturīgajā. Turklāt stikla fāzes infiltrācijas dēļ šie metālu joni Mn+ izkliedēsies ugunsizturīgajā. Rezultāts ir tāds, ka tas neitralizē elektronus, kas izkliedēti AZS ugunsizturīgajā materiālā, saglabājot elektrisko neitralitāti.
