2017年2月23日 星期四

熔鋁

實驗內容:煉鋁
作法:
  1. 實驗設備佈置圖如下。 
  2.  利用埋在地下的不鏽鋼爐,置入木頭之後,以吹風機將風吹入爐中,補充燃燒所需要的大量氧氣,使木頭可以劇烈燃燒,放出大量的熱量。
  3. 一般來說,鋁的熔點大約是攝氏660度,因此爐中的溫度一定要超過這個溫度,如果再考慮溫度散失的問題,那麼燃燒溫度至少需要在800度以上。
  4. 熔爐的配置是環狀,期望能將吹風機吹入的空氣,以螺旋的方式補充到環狀的木頭區,但是有時候木頭燃燒的殘渣會阻礙空氣的流動,造成熔爐周圍溫度的不均勻,因此在燃燒的過程,需要不斷的注意空氣流動與木頭的補充。

實驗結果
  1. 在加熱了一個半小時之後,鋁罐果然可以融化,並且有液態鋁的生成。
  2. 在空氣適當的補充之下,燃燒溫度可以立刻升高許多,例如我們剛開始放紙進去點火的時候,初期火的溫度並不高,但是吹風機一吹之後,溫度立刻提昇,也使得木頭很容易點燃。又有一次,鋁罐掉到熔爐外部,但是外部的溫度太高,我們暫時將吹風機關掉,果然外部的溫度就突然降低了。
  3. 這次實驗總共熔了大約30個鋁罐,但是可以倒出來的液態鋁卻極其有限,推測是因為鋁渣(爐渣)過多的關係,鋁渣的部份主要是雜質,一方面是來自於鋁罐本身儲存的時候所夾帶的雜質,一方面就是燃燒時掉落的木頭碎屑,還有就是鋁與氧氣反應生成的氧化鋁。這些鋁渣一般來說是一些熔點更高的複雜混合物,少量的爐渣,可以浮在鋁液上面,阻止鋁的氧化,但是由於其表面形狀的不規則,也使得大量的鋁附著其上,而無法倒出來。

結論
  1. 未來再做熔鋁的時候,要用新的溶杯,而且每次實驗之後,要盡量將溶杯中的鋁渣倒出來。
  2. 實驗過程中,要減少雜質掉落熔杯當中。
  3. 灌注用的模型,要及早確認與構型完畢。

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