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[[Image:Thermite mix.jpg|thumb|300px|铝与氧化铁混合组成的铝热剂。]] [[Image:ThermiteFe2O3.JPG|thumb|right|300px|铝与氧化铁之间发生的铝热反应。]] '''铝热法'''({{lang-en|thermite}}),是通过[[铝热反应]]用[[铝]]粉还原[[金属]][[氧化物]]获得[[金属]]单质的方法。反应剧烈放热,温度可达2500~3500℃,放出耀眼的光芒。生成物为[[氧化铝]]和该高熔点[[金属]]的[[单质]]。'''铝热剂'''(thermite)指铝和金属[[氧化物]]的混合物,一般指铝和[[氧化铁]]的混合物(比例约为1:2.95)。 == 化学原理 == 将铝粉和一定量的高熔点金属氧化物(如[[氧化铁]]等)混合后,用[[镁]]条引燃,反应剧烈放热,并发出耀眼的光芒。生成物为氧化铝和该高熔点[[金属]]的[[单质]]。以铝与氧化铁反应为例,化学方程式为: :<math>\rm 2Al+Fe_2O_3 \xrightarrow {\Delta} Al_2O_3+2Fe</math> 其他氧化物和铝在高温下也能发生此类反应: :<math>\rm 4Al+3MnO_2 \xrightarrow {\Delta} 2Al_2O_3+3Mn</math> :<math>\rm 2Al+3PbO \xrightarrow {\Delta} Al_2O_3+3Pb</math> == 历史 == [[德国]][[化学家]]汉斯·歌德史密斯(Hans Goldschmidt)于1893年发明铝热法并于两年后申请[[专利]]。<ref>H. Goldschmidt, "Verfahren zur Herstellung von Metallen oder Metalloiden oder Legierungen derselben" (Process for the production of metals or metalloids or alloys of the same), Deutsche Reichs Patent no. 96317 (13 March 1895).</ref>因此该反应也被称为“歌德史密斯法”或“歌德史密斯过程”。研究最初的目的是在不用[[碳]]熔炼的条件下制备高纯度金属,但歌德史密斯敏锐地发现铝热法可以用于焊接。<ref name="JotSoCI">{{Cite journal|url=http://www.pyrobin.com/files/thermit%28e%29%20journal.pdf|first1=Hans|last1=Goldschmidt|author-link=Hans Goldschmidt|first2=Claude|last2=Vautin|title=Aluminium as a Heating and Reducing Agent|journal=The Journal of the Society of Chemical Industry|volume=6|issue=17|pages=543–545|date=1898-06-30|accessdate=2011-10-12|deadurl=yes|archiveurl=https://web.archive.org/web/20110715133307/http://www.pyrobin.com/files/thermit%28e%29%20journal.pdf|archivedate=2011-07-15}}</ref>1899年在德国[[埃森]],铝热法首次商业应用于焊接铁轨。<ref>{{cite web |url=http://www.goldschmidt-thermit.com/en/gtg_3.php |title=Goldschmidt-Thermit-Group |publisher=Goldschmidt-thermit.com |accessdate=2011-10-12 |deadurl=yes |archiveurl=https://web.archive.org/web/20120405044624/http://www.goldschmidt-thermit.com/en/gtg_3.php |archivedate=2012-04-05 }}</ref> == 引燃 == 铝热反应需要高温来引发,可在混合物粉末上插一根镁条做[[引信]](可混入适量[[氯酸钾]]帮助镁条燃烧,[[高锰酸钾]]、[[硝酸钾]]等氧化剂也可助燃;[[过氧化钡]]也可,但烟有毒)。[[高锰酸钾]]和[[甘油]]的混合物缓慢放热,也可以做引发剂。[[丙烷]]枪也可以提供引发反应所需的高温。反应开始后会剧烈放热,火花四溅,温度极高,所以点火时要注意安全。<ref>{{cite web |url=http://www.nakka-rocketry.net/thermites.html |title=Richard Nakka's Experimental Rocketry Site |publisher=Nakka-rocketry.net |accessdate=2011-10-12 |archive-date=2011-11-08 |archive-url=https://web.archive.org/web/20111108030711/http://www.nakka-rocketry.net/thermites.html |dead-url=no }}</ref> == 用途 == [[File:Velp-thermitewelding-1.jpg|right|thumb|利用鋁熱法將鐵軌接在一起]] 铝热反应过程中放出的热可以使高熔点金属熔化並流出,故铝热法广泛运用于焊接抢险工程,例如將[[鐵軌]]連接成一段長軌即使用此法。另外,铝热法也是冶炼[[钒]]、[[铬]]、[[锰]]等高熔点金属的重要手段。 除此之外,其他的单质与氧化物混合之后点燃,也会发生强烈的氧化还原反应,效果类似于铝热反应。其中的单质可以是[[铝]]、[[镁]]、[[钙]]、[[钛]]、[[硅]]、[[硼]]——并不仅限于金属,而氧化物可以是[[三氧化二硼]]、[[二氧化硅]]、[[三氧化二铬]]、[[二氧化锰]]、[[三氧化二铁]]、[[四氧化三铁]]、[[氧化銅]]和[[四氧化三铅]]等。有时这些反应也根据反应中的还原剂而称为“[[镁热法]]”、“[[硅热法]]”、“[[钙热法]]”、“[[碳热反应|碳热法]]”等等。 因为反应温度极高,用于制作[[燃烧弹]],可熔穿装甲。 == 娛樂文化 == 在美國電影《[[絕地任務]]》中,一位不滿美國政府做法的陸戰隊將軍,帶領一群[[美國海軍陸戰隊武裝偵察部隊]]奪取15枚[[VX毒氣]]飛彈,佔領[[惡魔島]]架設飛彈陣地,揚言展開恐怖攻擊,最後美國政府利用[[F/A-18大黃蜂式戰鬥攻擊機#F/A-18C/D|F/A-18C/D大黃蜂式戰鬥攻擊機]]對島上使用鋁熱劑炸彈進行全面攻擊。 在影集[[絕命律師 (第一季)]]中,懷特為了獲得制毒原料,利用鋁熱劑熔毀倉庫門鎖。 == 参考资料 == {{reflist}} [[Category:焊接]] [[Category:无机反应]] [[Category:燃烧武器]] [[Category:烟火剂]] [[Category:铝]] [[Category:化學反應]]
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