鋁熱劑是鋁粉和高熔點金屬氧化物(如氧化鐵粉)按比例混合而成。使用時加入氧化劑點燃,反應激烈,得到氧化鋁和單質,並釋放大量熱量。溫度可以達到2500℃左右,可以融化生成的單質。這個反應叫做鋁熱反應。
鋁熱反應原理可以應用到生產中,比如焊接鋼軌。使用壹些金屬氧化物(如V2O5、Cr2O3、MnO2等。)代替氧化鐵也可用作鋁熱劑。鋁粉與這些金屬氧化物反應時,產生足夠的熱量,使被還原的金屬在更高的溫度下處於熔融狀態,並與形成的爐渣分離,從而獲得更純的金屬。
這種方法常用於工業冶煉難熔金屬,如釩、鉻和錳。利用鋁氧化時釋放的熱量。
擴展數據
共有物種
氧化鐵/鋁和磁鐵礦,最常用的鋁熱劑,也可以。偶爾也使用其他氧化物,如錳鋁熱劑、鉻鋁熱劑、矽鋁熱劑或銅鋁熱劑,但僅用於特殊目的。所有這些例子都使用鋁作為活性金屬。含氟聚合物可用於特殊配方,聚四氟乙烯和鎂或鋁是相對常見的例子。?
幹冰和還原劑如鎂、鋁和硼的組合遵循與傳統鋁熱劑混合物相同的化學反應,產生金屬氧化物和碳。盡管幹冰鋁膏混合物的溫度非常低,但該系統可以被火焰點燃。當細分的幹冰鋁熱劑被限制在壹個管子裏,像傳統炸藥壹樣被點燃,就會爆炸,反應中釋放的部分碳會以鉆石的形式出現。
原則上,任何活性金屬都可以用來代替鋁。但是鋁的性質對於這種反應來說幾乎是理想的:
它是迄今為止最便宜的高活性金屬。
它形成壹層鈍化層,比許多其他活性金屬更安全。?
它的熔點相對較低(660℃),這意味著它很容易熔化金屬,因此反應主要發生在液相中,因此進行得相當快。
它的高沸點(2519℃)使得反應達到非常高的溫度,因為幾個過程傾向於將最高溫度限制在沸點以下。這種高沸點在過渡金屬中很常見(例如鐵和銅分別在2887℃和2582℃沸騰),在高活性金屬中不常見(沸點:鎂1090℃,鈉883℃)。
此外,反應形成的低密度氧化鋁傾向於使其漂浮在獲得的純金屬上。這對於減少焊縫中的汙染尤為重要。
參考資料:
百度百科-鋁熱劑