铝热法
热剂是一种燃烧的混合物。它不是一种爆炸性材料,但可以燃烧得非常快、非常热。
它是由活性较低的金属的氧化物与活性较高的金属混合而成。最常见的混合物之一是氧化铁(III)-铝。氧化铁(III)使铝氧化,在此过程中被还原成铁。铝被氧化成氧化铝。
许多其他的金属氧化物和金属都可以用于热矿。可使用的金属有硼、镁、钙、钛、锌或硅。一些可以使用的金属氧化物是铜(II)氧化物,铬(III)氧化物,铁(II,III)氧化物,锰(IV)氧化物,二氧化硅,三氧化二硼,或铅(II,IV)氧化物。一种金属不能与它的金属氧化物一起使用。金属必须比氧化物中的金属反应性更强,否则热敏剂将不起作用。
燃烧前的热剂
热剂燃烧
一些更多的热剂燃烧
反应和点火
铝铁(III)氧化物热矿的反应是:
2 Al + Fe2O3 → Al2O3 + 2 Fe
点燃热剂是很困难的。它需要非常热。可使用金属镁丝带。高锰酸钾和甘油的混合物可用于点燃热剂。它可以用打火机或小孩的烟花点燃。它可以与硫磺混合制成热剂,使其更容易熔化铁。
与流行的观点相反,金属可以燃烧。不过,普通金属需要粉化,否则会传导热量走得太快而起火。
历程
1893年发现了热石(thermit)反应。德国化学家汉斯-戈德施密特于1895年申请了专利。人们称它为"戈德施密特反应"或"戈德施密特工艺"。戈德施密特是想在冶炼中不使用碳来制造非常纯净的金属。他很快就发现了热工矿在焊接中的价值。在20世纪初,它开始被用来焊接火车轨道。
用途
热熔剂的最初用途,是将铁路钢轨焊接在一起。它也被用来焊接电线。热石还可以用来制造一些金属。铬可以由氧化铬(Ⅲ)和铝的热石反应制成。第一颗铀是由热剂制成的。热敏剂还可用于烟花中点燃其他燃烧物。
热剂在军事上被用作燃烧武器。它主要用于摧毁建筑物和设备,因为它很容易熔化金属。硝酸钡可以加入到热剂中,使之成为更容易燃烧的混合物。特别是在第二次世界大战期间,军方向城市投下了数千枚含有热剂的炸弹,到处起火。
安全方面
在家制作热释电是不安全的。它释放的紫外线会损害眼睛。它还会产生很热的火焰,可以熔化铁。它极难熄灭。熔化的铁流可以从热剂混合物中流出来,点燃它所接触的一切。有些金属放在热剂中会沸腾并爆裂成火焰,如锌。如果先预热再点燃,热剂可以燃烧得非常快,释放出大量的热量和光。如果把它丢在水里,可以使水很快沸腾,发生爆炸。把它丢在冰上会使冰块爆炸,但是把它丢进一个装满轻度湿沙的三升烧杯中是安全的。
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问题和答案
问:什么是热敏电阻?答:热敏电阻是一种燃烧混合物,由活性较低的金属氧化物与活性较高的金属混合而成。
问:热敏电阻是一种爆炸材料吗?
答:不是,热敏电阻不是爆炸材料。
问:铁(III)氧化物与铝的混合物用于热敏剂时会发生什么情况?
答:在用于热敏剂的氧化铁和铝的混合物中,氧化铁氧化铝,在此过程中被还原成铁,铝被氧化成氧化铝。
问:还有哪些金属氧化物和金属可用于制造热敏剂?
答:其他可用于热敏电阻的金属氧化物和金属包括硼、镁、钙、钛、锌、硅、氧化铜(II)、氧化铬(III)、氧化铁(II,III)、氧化锰(IV)、二氧化硅、三氧化二硼或氧化铅(II,IV)。
问:金属能否与其金属氧化物一起用于热敏剂?
答:不能,金属不能与其金属氧化物一起用于热敏剂。
问:为什么金属不能与其金属氧化物一起用于热敏电阻?
答:金属不能与其金属氧化物一起用于制造热敏剂,因为金属的活性必须高于氧化物中的金属,否则热敏剂将不起作用。
问:什么物质的热敏电阻燃烧速度快、温度高?
答:热敏电阻燃烧速度非常快,温度非常高。