鋁熱反應(yīng)以鋁粉和氧化鐵皮為主要反應(yīng)物的發(fā)熱反應(yīng)。當(dāng)溫度超過1250℃時，
鋁粉激烈氧化，燃燒而放出大量熱。這種放熱反應(yīng)的溫度可達(dá)3000℃以上。鋁熱反應(yīng)非常迅速，作用時間短。加入硅鐵粉時，可使作用緩和，利于延長作用的時間。為用于澆注溫度1000~1100℃左右的銅合金鑄件，可再加少量強(qiáng)氧化劑，如硝酸鈉、硝酸鉀等；還可加入鎂作為點(diǎn)火劑，使其在較低溫度起化學(xué)反應(yīng)。
鋁熱反應(yīng)的原理，是鋁單質(zhì)在高溫的條件下進(jìn)行的一種氧化還原反應(yīng)，體現(xiàn)出了鋁的強(qiáng)還原性。由于氧化鋁的生成焓(-1645kJ/mol)極低，故反應(yīng)會放出巨大的熱，甚至可以使生成的金屬以熔融態(tài)出現(xiàn)。另一方面，反應(yīng)放出大量熱使鋁熔化，反應(yīng)在液相中進(jìn)行使反應(yīng)速率極快，短時間放出極大量的熱。鋁熱反應(yīng)的劇烈程度，由金屬離子氧化性所決定。據(jù)估計(jì)，500克鋁熱劑（成分是氧化鐵和鋁）會在30秒內(nèi)燃燒殆盡。
表達(dá)式：2yAl+3MxOy→yAl?O?+3xM(M為金屬元素)
實(shí)驗(yàn)反應(yīng)化學(xué)方程式:
氧化鐵：2Al+Fe2O3→2Fe+Al?O?
四氧化三鐵：8Al+3Fe3O4→9Fe+4Al?O?
二氧化錳：4Al+3MnO2→3Mn+2Al?O?
五氧化二釩：10Al+3V2O5→6V+5Al?O?
氧化鉻：2Al+Cr2O3→2Cr+Al?O?
(鋁熱反應(yīng)配平技巧：取反應(yīng)物和生成物中氧化物中兩邊氧的最小公倍數(shù)，即可快速配平，如鋁熱法中，可取Fe?O?和Al?O?中氧的最小公倍數(shù)12，則Fe?O?前應(yīng)為3，Al?O?前應(yīng)為4，底下便可得到Al為8，F(xiàn)e為9）
鋁熱化學(xué)反應(yīng)是一個氧化還原的反應(yīng)，利用還原金屬(鋁)和金屬氧化物(氧化鐵)鐵合金和鐵釘屑等按比例配成的鋁熱焊劑，放在特制的坩堝中，用高溫火柴點(diǎn)燃，立即引起強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)，在反應(yīng)過程中鐵(Fe)被還原出來，由于鐵比重大沉于坩堝底部，鋁氧化成氧化鋁(Al2O3)熔渣較輕浮于上部，同時產(chǎn)生巨大的熱量，高溫的鋁熱鋼水隨即澆入扣在軌縫上的砂型中，將兩軌端熔化，澆注金屬本身又作為填充金屬，將鋼軌焊接起來各種金屬對氧的化學(xué)親和力大小各不相同，與氧親和力較大的金屬能夠把與氧親和力較小的金屬從它的氧化物中還原出來。鋁在足夠高的溫度下，與氧有很強(qiáng)的化學(xué)親和力，它可以從很多重金屬的氧化物中奪取氧，而把重金屬還原出來，例如能把鐵、鈦、硅、錳、鉻、釩、鎢等還原出來，同時放出一定量的熱量。為了獲得優(yōu)質(zhì)的鋁熱鋼，根據(jù)不同要求在鋁熱焊劑中可以加入石墨粉調(diào)整碳合量，加入一些合金元素，例如錳硅以及鈦、鉬等。
鋁熱爆劑反應(yīng)
在坩堝中的鋁熱焊劑經(jīng)點(diǎn)燃立即進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，生成定量的鐵，經(jīng)加入合金元素，調(diào)整化學(xué)成分形成鋁熱鋼，同時生成Al2O3熔渣和其他成分的組成物如MnO、FeO等進(jìn)入熔渣中，反應(yīng)在若干秒內(nèi)完成，但反應(yīng)完成后必須有定時間的停留(鎮(zhèn)靜時間)，也就是在反應(yīng)平靜后適當(dāng)時間才可打釘澆注，以保證反應(yīng)完全和保證鋁熱鋼中含有一定量的鋁。鋁熱焊的主要反應(yīng)產(chǎn)物為液態(tài)的鋁熱鋼和熔渣。根據(jù)鋁熱焊主要化學(xué)反應(yīng)式，從理論上計(jì)算純鐵和熔渣的產(chǎn)量，由于反應(yīng)不能進(jìn)行完全，而且在熔渣中也夾雜著鐵，所以實(shí)際上，鐵的生成量低于計(jì)算值熔渣的主要成分為Al2O3，含有少量的氧化鐵、氧化錳以及硅酸物。氧化鐵可以使熔渣呈黑色，氧化錳使熔渣呈褐色，正常的鋁熱鋼的熔渣是棕褐色。
鋁熱反應(yīng)溫度
某金屬與氧的親和力大，這就是說該金屬在燃燒時的生成熱較大，例如鋁與氧的親和力較鐵與氧的親和力要大，這是因?yàn)槿紵蔁彷^大，因此氧原子由結(jié)合中放出鐵而讓位給鋁鋁熱化學(xué)反應(yīng)由于放出大量的熱，因此使熔渣和鋼液的溫度提高到很高的溫度，根據(jù)文獻(xiàn)記載，這一溫度可達(dá)2500℃~3500℃。焊接實(shí)際需要出發(fā)，可以加入適量的添加劑，一方面使鋼液溫度降至2000℃~2100℃左右，同時也使鋼的生成率增加。
