神奇的铝热剂

时间:2023-12-11 10:39:02

点燃一些铝热剂你能使铁变得如此白热,已知可以焊接铁轨

在我还在读高中那会儿,我的社会学老师曾讲到过一种物质,它燃烧时能极其剧烈地释放热量,以至于只需要将一小袋这种物质在汽车的发动机罩上点燃,就足以将这部汽车的发动机都烧穿。够酷吧?

一个越战老兵曾经说,在战争中,他们会在自己被俘虏之前点燃这种材料制成的毯子,销毁那些保密的精密装备,使它化成一滩。(而在旧的吉普车发动机上打洞,只不过是小儿科的玩耍游戏而已。)

这种物质就叫做铝热剂,一种我曾以为非常复杂,由军队开发的奇异爆炸物质。然而事实却证明,它的确非常奇异,但这并不是由于它的复杂,而恰恰是因为它的组成极为简单。它的燃烧不是爆炸性的,它的主要用途是在铁路建设方面,并不是用来熔化敌人的汽车发动机。

铝热剂在燃烧时犹如一个超级火爆的焰火筒,在短短的几秒钟时间内便可以耗尽0.5千克的粉末,将周围所有可触及的东西燃烧殆尽。

在铝热剂的反应中,氧化铁中的氧原子被铝夺去从而转化成了金属铁。在这个过程,由于原来的氧化铁中铁与氧的结合十分牢固,要把它们分离开来是相当不易的,所以,这就需要有大量的能量支持。那么这些相当于可以将纯铁加热到温度接近它的熔点2倍的能量是从何而来呢?答案是从一种比铁更能束缚氧原子的化学物质中来。而当这种化学物质得到原子时,它会释放出极为巨大的能量。那么这种具有高度化学反应活性的物质,也是最强大的还原剂之一究竟是什么呢?是铝。

铝热剂只是一种由氧化铁和铝粉组成的简单混合物,我时常会大量购买。我曾经用0.5千克左右的铝热剂在一个2厘米长的螺栓末端制造出一个T形把手。我将铝热剂在石墨坩埚中点燃,随后产生的0.25千克铁水则从坩埚底部的一个小洞中流出,落入我捏在螺栓周围的一个简单的黏土模具里。那个时候金属已经很烫了,它熔入螺栓的底部,然后就会形成一个单一而连续的整体。

这个反应并不是一次爆炸,但是如果只用一个“强烈”来形容它,那未免也显得有些太过于轻描淡写了。铝热剂在燃烧时会像一个超级火爆的焰火筒那样,在短短的几秒钟时间内便可以耗尽整整0.5千克的粉末。与此同时,它甚至可以燃烧掉周围一切可触及的东西,包括我在内,因为它的温度实在是太高了。所以,我在点燃它的时候都会选择一个宽敞的室外环境,然后退后大概20米来观赏它。

而令人难以置信的是,即使到了今天,铺设高速铁路的铁轨所用的无缝焊接技术还是同样的原理和材料,甚至点燃铝热剂所用的点火器也相同。将一个含有大约5千克铝热剂的陶瓷漏斗在两段铁轨的交接处上方点燃,铝热剂就可将两段铁轨熔合为毫无缝隙的一整根。几乎没有什么别的更为简便的方法可以产生那么多的热量了。

如何从铁矿砂中炼出钢

你需要

□ 100克铁矿砂或90克红色铁锈

□ 32克铝粉

□ 底部有孔的石墨或黏土坩埚

□ 香线类烟花或镁条

□ 耐高温手套

□ 灭火器? □ 安全眼镜

1 在塑料袋中松散铝热剂粉末,充分搅拌。

2 用一团厚厚的铝箔(只能用铝)塞住坩埚底部的孔。如果塞子太薄,那么它会在铁水和残渣彻底分离前就被熔化掉。

3 将坩埚放置在一个模具或干燥的矿砂之上。千万不要让铝热剂接触水,即使只有少量的水分在模具上,也可能导致蒸汽爆炸。

4 用香线烟花或镁条点燃混合物,然后退远一些。如果你用的是一根香线烟花,别让它的火花溅到粉末表面上。如果点不着,很有可能是因为铝粉太粗了。另加少量更细的粉末可以帮助点火。注意:铝粉极细的铝热剂燃烧更快,几近爆炸。

真实的危险警告:

铝热反应极其剧烈,产物铁极其灼热,以至于它的热量甚至连发动机都能熔化。铁的火焰球通常会飞出去,可将5米范围内的任何易燃品点燃。铝热反应失控是我少数几次险些将我的实验室烧着的经历之一。