铝热剂

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铝热剂是铝粉和难熔金属氧化物的混合物。常见铝热剂是铝粉和三氧化二铁粉末按一定比例(1:2.95)配成的呈粉红色的混合物,当用引燃剂点燃,反应猛烈进行,得到氧化铝和单质铁并放出大量的热,温度可到3000℃,能使生成的铁熔化。铝热剂是铝热反应的重要成分,铝热反应在轨道焊接等高温户外作业中发挥重要作用。可用于引发一些需要高温的反应。
中文名
铝热剂
熔 点
2482℃
沸 点
2482℃
应 用
冶炼难熔的金属、置换金属、焊接金属

原理 编辑

铝热剂是把粉和三氧化二铁粉末按一定比例(铝:三氧化二铁=1:3时刚好完全反应)配成的混合物, 使用时加入氧化剂点燃,反应激烈进行,得到
反应装置 反应装置
氧化铝单质铁并放出大量的热,温度可到约2482℃,能使生成的铁熔化。这个反应叫做铝热反应,法国化学家戈尔施米特(H.Glodschmidt, 1861-1923)于1895年发明。铝热反应原理可以应用在生产上,例如焊接钢轨等。用某些金属氧化物(如V2O5、Cr2O3、MnO2等)代替氧化铁,也可以做铝热剂。当铝粉跟这些金属氧化物反应时,产生足够的热量,使被还原的金属在较高温度下呈熔融状态,跟形成的熔渣分离开来,从而获得较纯的金属。在工业上常用这种方法冶炼难熔的金属,如钒、铬、锰等。利用的是铝被氧化时放热。
目前国外的固体火箭燃料也是使用铝热反应的原理。
教材上对铝热剂的叙述有两处,其一是说“通常把铝粉和氧化铁的混合物叫铝热剂”,其二是讲“用某些金属氧化物(如V2O5,Cr2O3,MnO2等)代替氧化铁也可以做铝热剂”。即可以发生铝热反应的混合物称之为铝热剂。这就是说明作为铝热剂重要组成的金属氧化物,并非泛指所有金属氧化物,而是有—定范围的,即指那些难熔的金属氧化物。而这些难熔的金属氧化物和混合物中的铝反应时放出大量热,也是构成铝热反应的一个重要条件。
有些金属氧化物,不能与铝反应,或放出的热不多,均不能做铝热剂使用。

应用 编辑

铝热剂除了焊轨、冶炼难熔金属以外,在军事上也有广泛的应用,例如在炮弹头—咀装进铝热剂成分,可极大地提高杀伤力。在前苏联科学家编写的《火箭炮》一书中,谈到火箭炮弹头装药就有铝热剂的成分。
中国人民革命军事博物馆里,展品中就有美军的钢盔、卡宾枪被烧熔在一起,除了火箭弹以外,其它炸弹没有如此大的能量。
综上所述,只有满足上面条件的一些氧化物与铝粉组成混合物方可称为铝热剂。

铝热反应 编辑

铝热剂反应制作方法具体如下:
(1)铝热剂的配制:5克的铝粉(氧化的铝粉不能用)和15克三氧化二铁或四氧化三铁,放在洁净的纸上混合。
(2)氧化剂:可在铝热剂插入镁条处加入极少量氯酸钾或高氯酸钾,有助于铝热剂点燃
(3)装配铝热剂的实验装置:将一块砖头放在地上,把一个内径约2。5厘米、高约4厘米的黄铜或铁的圆筒竖放在砖块上,圆筒内衬一层纸圈,然后加入铝热剂。在上面盖一薄层棉花,用研体的杵将铝热剂压结实。拿出棉花,在铝热剂面上用细玻璃棒戳一个凹处,往里面放入少许氧化剂。把镁条插在铝热剂和氧化剂上,点燃。 不久,引燃剂和铝热剂相续燃烧,即见圆筒上口有铁水喷出,伴有巨响。当反应停止后,用坩埚钳把黄铜管提起,看到砖头上留着一团炽热的铁块。

引燃方法 编辑

1、镁条
铝热反应的装置中铝热剂在最下面,上面铺层氯酸钾,中间插根镁条.反应时先点燃镁条,高温使氯酸钾分解产生氧气,这样又促进镁条燃烧.镁条燃烧产生大量热,因为铝热反应需高温条件,这样反应就得以进行.
2.电光花引燃
本法比镁条法更方便,使用过年燃放的电光花代替镁条法中的镁条即可。
电光花 电光花

应用 编辑

1、置换金属
2、焊接金属
3、军事上可以制作铝热弹等强杀伤性武器
4、燃料
词条标签:
理学 化学