Las reacciones aluminotérmicas son reacciones químicas exotérmicas que utilizan aluminio como agente reductor a alta temperatura. El proceso es útil industrialmente para la producción de aleaciones de hierro . [1] El ejemplo más destacado es la reacción de la termita entre óxidos de hierro y aluminio para producir hierro :
Sin embargo, esta reacción específica no es relevante para la aplicación más importante de las reacciones aluminotérmicas, la producción de ferroaleaciones. Para la producción de hierro, se utiliza un agente reductor más económico, el coque , mediante la reacción carbotérmica .
La aluminotermia se originó a partir de los experimentos del científico ruso Nikolai Beketov en la Universidad de Kharkiv en Ucrania, quien demostró que el aluminio restauraba los metales a partir de sus óxidos bajo altas temperaturas. La reacción se utilizó por primera vez para la reducción sin carbono de óxidos metálicos. La reacción es altamente exotérmica , pero tiene una alta energía de activación ya que primero deben romperse los fuertes enlaces interatómicos en los sólidos. El óxido se calentó con aluminio en un crisol en un horno. La reacción descontrolada hizo posible producir solo pequeñas cantidades de material. Hans Goldschmidt mejoró el proceso aluminotérmico entre 1893 y 1898, encendiendo la mezcla de óxido metálico fino y polvo de aluminio mediante una reacción de arranque sin calentar la mezcla externamente. El proceso fue patentado en 1898 y se utilizó ampliamente en los años posteriores para la soldadura de vías ferroviarias .
La reacción aluminotérmica se utiliza para la producción de varias ferroaleaciones , por ejemplo, ferroniobio a partir de pentóxido de niobio y ferrovanadio a partir de hierro, óxido de vanadio (V) y aluminio. [1] [2] El proceso comienza con la reducción del óxido por el aluminio:
Otros metales pueden producirse a partir de sus óxidos de la misma manera. [3] [4] [5]
Las reacciones aluminotérmicas se han utilizado para soldar vías de ferrocarril in situ, lo que resulta útil para instalaciones complejas o reparaciones locales que no se pueden realizar utilizando rieles soldados de forma continua. Otro uso común es la soldadura de cables de cobre (alambre) para su uso en aplicaciones de enterramiento directo (puesta a tierra). Sigue siendo el único tipo de conexión eléctrica reconocido por el IEEE (IEEE, Std 80–2001) como cable continuo sin empalmes.
