알루미늄발열반응

Aluminothermic reaction
산화 철(III)을 이용한 알루미늄 발열 반응.바깥으로 날아가는 불꽃은 그 후 녹아내린 쇠로 된 연기 덩어리들이다.

알루미늄 발열 반응은 고온에서 알루미늄을 환원제로 사용하는 발열 화학 반응이다.그 과정은 산업적으로 철 합금 생산에 유용하다.[1]가장 두드러진 예는 철 산화물과 알루미늄 사이의 써마이트 반응으로 철 그 자체를 생산한다.

FeO23 + 2 Al → 2 Fe + AlO23

그러나 이러한 특정 반응은 알루미늄 발열반응의 가장 중요한 적용인 페로알로알로알로알로알로알로알로알로알로알로알로알로이 생산과는 관련이 없다.철의 생산에는 대신 탄수화물 반응을 통해 값싼 환원제인 콜라가 사용된다.null

역사

알루미노테미는 우크라이나 하르키브 대학의 러시아 과학자 니콜라이 베케토프의 실험에서 시작되었는데, 그는 알루미늄이 고온에서 산화물로부터 금속을 복원한다는 것을 증명했다.이 반응은 처음에는 무탄소 금속 산화물 감소를 위해 사용되었다.반응은 발열성이 높지만 고체 내 강한 원자간 결합을 먼저 깨야 하기 때문에 활성화 에너지가 높다.산화물은 용광로의 도가니에서 알루미늄으로 가열되었다.폭주하는 반응으로 소량의 재료만 생산할 수 있었다.한스 골드슈미트는 1893년에서 1898년 사이에 미세 금속 산화물과 알루미늄 분말의 혼합물을 외부로 가열하지 않고 스타터 반응에 의해 점화함으로써 알루미늄 발열 공정을 개선했다.이 공정은 1898년에 특허가 났고 후년에 철도 선로 용접에 광범위하게 사용되었다.null

적용들

알루미늄 발열 반응은 여러 페로알로얄로이 생산에 사용된다. 예를 들어, 오산화 니오비움의 페로니오비움과 철의 페로바나듐, 바나듐(V) 산화물과 알루미늄의 페로바나듐이 생산된다.[1][2]이 과정은 알루미늄에 의한 산화물의 감소로 시작한다.

VO25 3 + 10 Al → 5 AlO23 + 6 V

다른 금속들도 같은 방법으로 산화물로부터 생산될 수 있다.[3][4][5]null

알루미늄 발열 반응은 현장에서 레일 트랙을 용접하는 데 사용되었으며, 연속 용접 레일을 사용할 수 없는 복잡한 설치 또는 국지적 수리에 유용하다.또 다른 일반적인 용도는 직접 매립(접지/접지) 용도에 사용하기 위한 구리 케이블(와이어)의 용접이다.여전히 IEEE(IEEE, Std 80-2001)가 연속적인 분할되지 않은 케이블로 인식한 유일한 전기 연결 유형이다.null

써마이트에 의한 레일 트랙 용접

참고 항목

참조

  1. ^ a b Rudolf Fichte. "Ferroalloys". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a10_305.
  2. ^ Claude Dufresne and Ghislain Goyette. "The Production of Ferroniobium at the Niobec Mine MINE 1981-2001" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2008-12-17. Retrieved 2008-09-02.
  3. ^ Davis, Joseph R. (1993). Aluminum and Aluminum Alloys. ASM International. ISBN 978-0-87170-496-2.
  4. ^ Gupta, Chiranjib Kumar (2006). Chemical Metallurgy: Principles and Practice. Wiley-VCH. ISBN 978-3-527-60525-5.
  5. ^ Wang, L. L.; Munir Z. A.; Maximov,Y. M. (1993). "Thermite reactions: their utilization in the synthesis and processing of materials". Journal of Materials Science. 28 (14): 3693–3708. Bibcode:1993JMatS..28.3693W. doi:10.1007/BF00353167. S2CID 96981164.