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        鋁粉新聞

        鋁粉實驗(鋁熱實驗)

        發布時間:2022/09/16 作者: Meiqi
        鋁熱反應以鋁粉和氧化鐵皮為主要反應物的發熱反應。當溫度超過1250℃時,鋁粉激烈氧化,燃燒而放出大量熱。這種放熱反應的溫度可達3000℃以上。鋁熱反應非常迅速,作用時間短。加入硅鐵粉時,可使作用緩和,利于延長作用的時間。為用于澆注溫度1000~1100℃左右的銅合金鑄件,可再加少量強氧化劑,如硝酸鈉、硝酸鉀等;還可加入鎂作為點火劑,使其在較低溫度起化學反應。
        鋁熱反應的原理,是鋁單質在高溫的條件下進行的一種氧化還原反應,體現出了鋁的強還原性。由于氧化鋁的生成焓(-1645kJ/mol)極低,故反應會放出巨大的熱,甚至可以使生成的金屬以熔融態出現。另一方面,反應放出大量熱使鋁熔化,反應在液相中進行使反應速率極快,短時間放出極大量的熱。鋁熱反應的劇烈程度,由金屬離子氧化性所決定。據估計,500克鋁熱劑(成分是氧化鐵和鋁)會在30秒內燃燒殆盡。

        表達式:2yAl+3MxOy→yAl?O?+3xM(M為金屬元素)

        鋁粉實驗(鋁熱實驗)

        實驗反應化學方程式:
        氧化鐵:2Al+Fe2O3→2Fe+Al?O?
        四氧化三鐵:8Al+3Fe3O4→9Fe+4Al?O?
        二氧化錳:4Al+3MnO2→3Mn+2Al?O?
        五氧化二釩:10Al+3V2O5→6V+5Al?O?
        氧化鉻:2Al+Cr2O3→2Cr+Al?O?

        (鋁熱反應配平技巧:取反應物和生成物中氧化物中兩邊氧的最小公倍數,即可快速配平,如鋁熱法中,可取Fe?O?和Al?O?中氧的最小公倍數12,則Fe?O?前應為3,Al?O?前應為4,底下便可得到Al為8,Fe為9)

        鋁粉實驗(鋁熱實驗)

        鋁熱化學反應是一個氧化還原的反應,利用還原金屬(鋁)和金屬氧化物(氧化鐵)鐵合金和鐵釘屑等按比例配成的鋁熱焊劑,放在特制的坩堝中,用高溫火柴點燃,立即引起強烈的化學反應,在反應過程中鐵(Fe)被還原出來,由于鐵比重大沉于坩堝底部,鋁氧化成氧化鋁(Al2O3)熔渣較輕浮于上部,同時產生巨大的熱量,高溫的鋁熱鋼水隨即澆入扣在軌縫上的砂型中,將兩軌端熔化,澆注金屬本身又作為填充金屬,將鋼軌焊接起來各種金屬對氧的化學親和力大小各不相同,與氧親和力較大的金屬能夠把與氧親和力較小的金屬從它的氧化物中還原出來。鋁在足夠高的溫度下,與氧有很強的化學親和力,它可以從很多重金屬的氧化物中奪取氧,而把重金屬還原出來,例如能把鐵、鈦、硅、錳、鉻、釩、鎢等還原出來,同時放出一定量的熱量。為了獲得優質的鋁熱鋼,根據不同要求在鋁熱焊劑中可以加入石墨粉調整碳合量,加入一些合金元素,例如錳硅以及鈦、鉬等。
        鋁熱爆劑反應

        在坩堝中的鋁熱焊劑經點燃立即進行化學反應,生成定量的鐵,經加入合金元素,調整化學成分形成鋁熱鋼,同時生成Al2O3熔渣和其他成分的組成物如MnO、FeO等進入熔渣中,反應在若干秒內完成,但反應完成后必須有定時間的停留(鎮靜時間),也就是在反應平靜后適當時間才可打釘澆注,以保證反應完全和保證鋁熱鋼中含有一定量的鋁。鋁熱焊的主要反應產物為液態的鋁熱鋼和熔渣。根據鋁熱焊主要化學反應式,從理論上計算純鐵和熔渣的產量,由于反應不能進行完全,而且在熔渣中也夾雜著鐵,所以實際上,鐵的生成量低于計算值熔渣的主要成分為Al2O3,含有少量的氧化鐵、氧化錳以及硅酸物。氧化鐵可以使熔渣呈黑色,氧化錳使熔渣呈褐色,正常的鋁熱鋼的熔渣是棕褐色。

        鋁粉實驗(鋁熱實驗)

        鋁熱反應溫度
        某金屬與氧的親和力大,這就是說該金屬在燃燒時的生成熱較大,例如鋁與氧的親和力較鐵與氧的親和力要大,這是因為燃燒生成熱較大,因此氧原子由結合中放出鐵而讓位給鋁鋁熱化學反應由于放出大量的熱,因此使熔渣和鋼液的溫度提高到很高的溫度,根據文獻記載,這一溫度可達2500℃~3500℃。焊接實際需要出發,可以加入適量的添加劑,一方面使鋼液溫度降至2000℃~2100℃左右,同時也使鋼的生成率增加。

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