铝热剂是把铝粉和三氧化二铁粉末按一定比例配成的混合物,当用引燃剂点燃,反应猛烈进行,得到反应装置。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。
这个反应叫做铝热反应,反应生成Al2O3和Fe。
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。
目前国外的固体火箭燃料也是使用铝热反应原理.。
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。”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,或不能与铝反应,或放出的热不多,均不能做铝热剂使用。
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)引燃剂的配制:4克过氧化钡、1克氯酸钾和1克铝粉混合。
(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,往里面加入引燃剂。把上面用过的棉花,拌上少量氯酸钾粉末,捏成小团,压在铝热剂和引燃剂的上面(可用滴管在棉花上滴几滴酒精助燃,但不可多)。点燃棉花团,不久,引燃剂和铝热剂相续燃烧,即见圆筒上口有耀眼的火花喷出,反应很激烈。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。
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