Phản ứng nhiệt của nhôm

Phản ứng nhiệt của nhôm là quá trình hóa học tỏa nhiệt xảy ra khi nhôm là chất khử ở nhiệt độ cao. Ví dụ nổi bật nhất là phản ứng nhiệt của nhôm với oxit sắt III: Fe₂O₃ + 2 Al → 2 Fe + Al₂O₃

Một số quá trình hóa học khác như:

3 CuO + 2 Al → Al₂O₃ + 3 Cu

8 Al + 3 Fe₃O₄ → 4 Al₂O₃ + 9 Fe

3 Mn₃O₄ + 8 Al → 4 Al₂O₃ + 9 Mn

Cr₂O₃ + 2 Al → Al₂O₃ + 2 Cr

2yAl + 3FexOy → yAl2O3 + 3xFe

Quá trình này được áp dụng ban đầu để khử oxide kim loại mà không cần sử dụng cacbon. Nó phát ra một lượng nhiệt rất lớn và yêu cầu một năng lượng hoạt hóa cao để phá vỡ các liên kết trong chất rắn. Oxide kim loại được đun nóng cùng với nhôm trong một lò đốt. Phản ứng này chỉ thích hợp cho sản xuất số lượng vật liệu nhỏ. Hans Goldschmidt đã cải tiến quy trình nhiệt nhôm từ năm 1893 đến 1898, bằng cách đốt cháy một hỗn hợp bột oxide kim loại mịn và bột nhôm bằng một phản ứng khởi động không làm nóng hỗn hợp từ bên ngoài. Quy trình này được bảo hộ bằng sáng chế vào năm 1898 và được sử dụng rộng rãi trong các năm sau để hàn đường sắt.

Các phản ứng này thường được áp dụng để hàn đường sắt trực tiếp tại hiện trường, hữu ích cho việc cài đặt phức tạp hoặc sửa chữa không thể thực hiện được bằng cách hàn đường sắt liên.

Phản ứng nhiệt nhôm cũng được dùng để sản xuất phần lớn các hợp kim sắt, ví dụ như ferroniobium từ niobium pentoxide và ferrovanadium (FeV) từ Vanadi (V) oxide (V2O5). Các kim loại khác cũng được sản xuất bằng phương pháp này.