專利名稱：生熱材料和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及生熱裝置和材料，更具體地涉及通過放熱化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生熱量的裝置和材料。
相關(guān)領(lǐng)域背景在很多操作和環(huán)境中都需要加熱。通常，在為焊接或其它連結(jié)工藝做準(zhǔn)備時(shí)，需要對將被連結(jié)的金屬部分進(jìn)行加熱，例如用于去潮或除去雜質(zhì)。這種加熱一般是通過對金屬材料應(yīng)用焊炬或其它火焰來實(shí)現(xiàn)的。用焊炬或其它火焰加熱具有幾個(gè)潛在的缺點(diǎn)——可能需要大量的能量；可能難以控制加熱的程度和/或難以重復(fù)獲得相同的加熱程度；可能對物體的一些部分造成與加熱相關(guān)的損壞，所述一些部分包括對于實(shí)現(xiàn)焊接或其它連結(jié)工藝來說沒有必要被加熱的部分；可能要占用操作者很長的時(shí)間來指導(dǎo)和監(jiān)視加熱操作；和/或?qū)τ谀承┉h(huán)境可能不適用，例如在使用明火將很危險(xiǎn)或者有其它不適合地方的情況。
因此，應(yīng)該理解需要實(shí)現(xiàn)對物體進(jìn)行加熱的改進(jìn)的方式。此外，應(yīng)該理解存在很多種情況，在這些情況下期望生熱裝置有所改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，生熱裝置包括進(jìn)行放熱反應(yīng)以產(chǎn)生熔融金屬的材料，同時(shí)裝置維持其形狀。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，固體材料包括用于放熱產(chǎn)生熔融金屬的反應(yīng)物，以及儲熱材料。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，固體材料包括用于放熱產(chǎn)生熔融金屬的反應(yīng)物，以及粘合劑。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，固體材料包括用于放熱產(chǎn)生熔融金屬、同時(shí)維持材料基體的反應(yīng)物。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，可燃固體材料包括產(chǎn)生金屬的反應(yīng)混合物；儲熱材料；以及粘合劑。產(chǎn)生金屬的反應(yīng)混合物包括還原劑；以及金屬化合物粉末。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，生熱裝置包括產(chǎn)生金屬的可燃固體材料；以及覆蓋固體材料外表面的至少一部分的隔熱材料。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，加熱物體的至少一部分的方法包括如下步驟將可燃固體材料放到物體上；使固體材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)以放熱產(chǎn)生熔融金屬；以及，使用由化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱來加熱物體的至少一部分。在化學(xué)反應(yīng)期間，熔融金屬被留在固體材料中。
為了實(shí)現(xiàn)上述和相關(guān)各方面，本發(fā)明包括在下文中充分描述、并且在權(quán)利要求中特別指出的特征。下面的描述和附圖詳細(xì)闡明了本發(fā)明的某些說明性實(shí)施例。這些實(shí)施例是對可以使用本發(fā)明原理的各種方式中一部分的說明。從下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的其它目的、優(yōu)點(diǎn)和新特征將變得很清楚。
附圖的簡要描述附圖未必是按比例畫出的，在附圖中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的可燃固體材料塊的等角投影視圖；圖2是圖1的塊在其上具有放熱點(diǎn)燃材料的等角投影視圖；圖3圖示了通過使用點(diǎn)燃槍或其它火花產(chǎn)生裝置可以點(diǎn)燃的圖2的材料的構(gòu)造；圖4圖示了圖2的材料的構(gòu)造，具有箔片點(diǎn)燃器；圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明的部分隔熱的生熱裝置頂部的等角投影視圖；
圖6是示出了圖5的裝置底部的等角投影視圖；圖7是示出了將圖5和圖6的裝置用于加熱鋼軌的等角投影視圖；圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明的具有內(nèi)置放熱點(diǎn)燃材料的、部分隔熱的生熱裝置頂部的等角投影視圖；圖9是示出了圖8的裝置底部的等角投影視圖；圖10是圖8的裝置的橫截面視圖；圖11是圖示了制造圖8和圖9的裝置的第一步驟的等角投影視圖；圖12是圖示了制造圖8和圖9的裝置的第二步驟的等角投影視圖；圖13是圖示了制造圖8和圖9的裝置的第三步驟的等角投影視圖；圖14是示出了圖8至10的裝置的另外的實(shí)施例的等角投影視圖，具有內(nèi)置點(diǎn)燃器；圖15是根據(jù)本發(fā)明，用于熔化金屬塊(slug)的另一種生熱裝置的等角投影視圖；圖16是圖示了在使用本發(fā)明的可燃固體材料的另一個(gè)工藝中的步驟的等角投影視圖，該步驟是加熱物體的一部分；以及圖17是在加熱物體的一部分的工藝中另一個(gè)步驟的等角投影視圖。
詳細(xì)描述可燃固體材料包括產(chǎn)生熔融金屬的材料，以及用于在被點(diǎn)燃時(shí)維持其形狀的其它材料。產(chǎn)生熔融金屬的材料可以包括產(chǎn)生金屬的反應(yīng)混合物，例如包括含還原劑和金屬化合物粉末的反應(yīng)混合物。其它材料可以包括粘合劑，以及儲熱材料，例如沙子?？扇脊腆w材料的成分可以被壓在一起并進(jìn)行干燥，以生成固體的、可加工的、生熱材料(熱塊)，該材料可以形成為任意形狀?？梢栽诳扇脊腆w材料的一個(gè)或多個(gè)側(cè)面上設(shè)置例如陶瓷毯(blanket)材料的隔熱材料，例如用于在一個(gè)或多個(gè)期望的方向上導(dǎo)引由固體材料的反應(yīng)產(chǎn)生的熱。固體材料可以被用在期望集中加熱的任何情況下。這種情況可以包括由于安全或其它原因，使用明火將是不切實(shí)際的情況。固體材料使用的一個(gè)實(shí)例是烘干軌道。
現(xiàn)在參照圖1，示出了可燃固體材料塊10?？扇脊腆w材料是在被點(diǎn)燃時(shí)進(jìn)行生熱化學(xué)反應(yīng)的材料?；瘜W(xué)反應(yīng)是產(chǎn)生熔融金屬的反應(yīng)，會釋放大量的熱。雖然如此，塊10在反應(yīng)的整個(gè)過程中保持其固體特性。塊10基本上保持相同的形狀，并且它基本上保留其所有材料，即使在塊10的材料進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)時(shí)也是如此。即，即使在塊10的反應(yīng)中產(chǎn)生熔融金屬，該材料也保留在塊內(nèi)。因此，塊10包括保持結(jié)構(gòu)、并吸收化學(xué)反應(yīng)的熱的材料基體。
可燃固體材料包括產(chǎn)生金屬的反應(yīng)混合物，吸收并保留由產(chǎn)生金屬的反應(yīng)混合物產(chǎn)生的熱的儲熱材料，以及輔助維持固體材料形狀的粘合劑。
產(chǎn)生金屬的反應(yīng)混合物包括金屬化合物粉末和還原劑。金屬化合物粉末可以包括金屬氧化物或金屬硫化物。合適的金屬氧化物包括過渡金屬氧化物，例如鐵的氧化物(磁鐵礦(Fe3O4)、赤鐵礦(Fe2O3)和/或FeO)，銅的氧化物(氧化銅(CuO)和/或氧化亞銅(Cu2O))，二氧化錳(MnO2)，和二氧化鈦(TiO2)，以及它們的組合。合適的金屬硫酸鹽包括II族金屬硫酸鹽，例如硫酸鎂(MgSO4)，硫酸鈣(CaSO4)，或硫酸鋇(BaSO4)，以及族I金屬硫酸鹽，例如硫酸鋰(Li2SO4)，硫酸鈉(Na2SO4)，或硫酸鉀(K2SO4)。應(yīng)該理解可以使用許多其它的合適的金屬化合物。
還原劑可以是還原金屬粉末，例如鋁粉末或銅粉末，或者兩者的組合。
廣泛地講，反應(yīng)可以如下進(jìn)行
具體而言，當(dāng)磁鐵礦作為金屬化合物粉末，而鋁作為還原劑時(shí)，反應(yīng)如下進(jìn)行
在沒有添加其它材料時(shí)，產(chǎn)生金屬的反應(yīng)混合物的反應(yīng)當(dāng)然將只產(chǎn)生熔融金屬和所伴隨的副產(chǎn)物，例如熔渣或其它浮渣。為了保持固體材料塊10的完整和形狀，其它材料是必需的。這些額外的材料包括粘合劑以及能夠保留固體材料的熱的材料(儲熱材料)。粘合劑和儲熱材料在整個(gè)反應(yīng)工藝期間提供并保持固體材料的基體結(jié)構(gòu)。此外，額外的材料影響固體材料加熱的持續(xù)時(shí)間，而儲熱材料允許來自材料的熱能的受控?zé)醾鬟f速率。此外，在固體材料的混合、壓制、干燥和/或加工過程中，粘合劑可能便于使其它成分保持在一起。
合適的粘合劑包括硅酸鈉和氫氧化鉀。應(yīng)該理解可以使用許多其它的材料作為粘合劑，例如合適的淀粉、樹脂、膠和難熔粘合劑。
合適的儲熱材料的實(shí)例是二氧化硅(SiO2)，也稱為沙子，但是應(yīng)該理解作為替換可以使用具有適當(dāng)?shù)蜔釋?dǎo)率的許多其它的材料。
可以向上述成份中加水來產(chǎn)生漿料，該漿料可以被壓制和干燥以產(chǎn)生例如塊10的固體材料。在下面的表格中給出了漿料配方的具體實(shí)例

更廣泛地講，漿料可以具有約33～56％的鐵的氧化物，約13～22％的鋁，約18～36％的沙子，約2～8％的硅酸鈉，以及約3～12％的水。
可以通過將上述成份的漿料混合在一起，然后將漿料傾倒或者放到模具中，或者將材料形成為期望的形狀，來制備塊10。然后，漿料可以被壓制和/或干燥以產(chǎn)生成形的固體材料，例如塊10。
一旦固體材料被干燥，就可以對其進(jìn)行加工，例如使其包括凹入部分和/或?qū)ζ湫螤钭銎渌淖儭?br> 可燃固體材料，例如塊10，可以通過各種合適方法中的任意一種來點(diǎn)燃。固體材料的點(diǎn)燃類似于在生產(chǎn)熔融金屬中使用的、例如在Erico的CADWELDG工藝中使用的放熱反應(yīng)粉末的點(diǎn)燃。這種放熱反應(yīng)粉末一般包括還原材料，例如鋁，以及過渡金屬氧化物，例如銅或鐵的氧化物。但是，除了還原材料和金屬化合物之外，塊10還包括額外的惰性材料，例如粘合劑和儲熱材料。與純放熱反應(yīng)粉末相比，惰性材料的添加致使需要更大能量和/或更長接觸時(shí)間的點(diǎn)燃源。
因此，現(xiàn)在參照圖2，放熱點(diǎn)燃材料12可以放在塊10上。合適的點(diǎn)燃材料是包括還原材料和金屬氧化物的放熱反應(yīng)粉末。合適點(diǎn)燃材料的實(shí)例是CADWELD Rebar Filler Material和CADWELD F-80材料，兩者都可以從美國俄亥俄州Solon的Erico公司購得。有關(guān)合適的這種材料的進(jìn)一步的信息可以在美國專利No.6,316,125中找到，這里通過引用將其全部內(nèi)容以及其所引用的參考文獻(xiàn)的內(nèi)容包含在內(nèi)。
放熱點(diǎn)燃材料12可以通過多種合適方法中的任意方法點(diǎn)燃。如圖3所示，少量的起始材料14(實(shí)質(zhì)上是點(diǎn)燃材料12的更細(xì)小的形式)可以放在點(diǎn)燃材料12的頂部，并通過點(diǎn)燃槍或其它產(chǎn)生火花的裝置點(diǎn)燃。或者，如圖4所示，電激勵(lì)的金屬箔片點(diǎn)燃器16可以放在點(diǎn)燃材料12上或其中。金屬箔片點(diǎn)燃器16可以有一個(gè)或多個(gè)穿孔，形成電不連續(xù)性。在點(diǎn)燃器16上施加合適的電壓致使形成火花或其它機(jī)制，這會點(diǎn)燃點(diǎn)燃材料。圖2和圖3所示點(diǎn)燃機(jī)制的進(jìn)一步細(xì)節(jié)可以在1997年4月30日提交的被共同轉(zhuǎn)讓的美國申請No.08/846,285中找到，這里通過引用將其全部內(nèi)容包含在內(nèi)。
應(yīng)該理解，可以使用多種其它的點(diǎn)燃方法來點(diǎn)燃塊10的固體材料，包括暴露于具有足夠溫度和能量的火焰或其它熱源中足夠長的時(shí)間。
一經(jīng)點(diǎn)燃，固體材料塊10可以達(dá)到1200°F(650℃)或更高、持續(xù)12分鐘或更長時(shí)間的熱量。
圖5和圖6示出了生熱裝置20，其包括沿著可燃固體材料塊24的某些側(cè)面或外表面的隔熱材料22。隔熱材料22幫助將塊24產(chǎn)生的熱導(dǎo)向一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選的方向上。因此，隔熱材料22覆蓋了塊24的一部分而不是全部。塊24的底表面26示為沒有被覆蓋，塊24材料的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱量主要從底表面26引導(dǎo)出去。
隔熱材料22可以包括多種材料中的任何材料，包括各種陶瓷材料。一個(gè)實(shí)例是含有陶瓷纖維的材料，例如陶瓷毯(ceramic blanket)材料。陶瓷毯是尺寸穩(wěn)定的材料，由紡成的或其它方式連結(jié)的陶瓷纖維組成。合適的陶瓷毯材料包括FIBERFRAX牌材料，可從美國紐約NiagraFalls的Unifrax公司購得。塊狀的陶瓷纖維還可以從Unifrax公司的FIBERFRAX品牌下購得。這種塊狀陶瓷纖維可以被成型以生成隔熱材料22。例如，通過對含纖維材料進(jìn)行干燥、固化或合適的處理，可以在模具腔體的內(nèi)表面上形成足夠厚度的塊狀陶瓷纖維層。然后，可以通過將漿料或可燃材料的其它混合物壓進(jìn)剩余的空腔，然后干燥可燃材料，來形成塊24。
裝置20可以在隔熱材料22中包括開口30，用于接收放熱點(diǎn)燃材料或者用于進(jìn)入塊24以點(diǎn)燃塊24。
可以通過將裝置20放到待加熱的物體上來對其進(jìn)行使用，如在圖7中所示的，在該圖中，裝置20示為位于鋼軌34上。可能要求對鋼軌預(yù)熱，以在焊接軌道之前去潮。預(yù)熱的要求是軌道應(yīng)該在210°F(100℃)之上保持幾分鐘，以確保合適的去潮。
在放到軌道34上后，塊24可以通過在隔熱材料22中的開口30被點(diǎn)燃。塊24固體材料的化學(xué)反應(yīng)使得產(chǎn)生熱，這些熱主要被導(dǎo)向軌道34，這是由于存在隔熱材料22，它覆蓋了塊22其它表面的大部分。因?yàn)檐壍?4起到散熱器的作用，所以軌道34的任何部分都沒有達(dá)到高到足以導(dǎo)致冶金學(xué)破壞的高溫。這樣，在不使用乙炔焰炬或其它明火源的情況下，就可以有利地除去鋼軌34的潮氣。由于存在惰性成份(例如儲熱材料)，裝置20可以在放熱化學(xué)反應(yīng)結(jié)束后在很長的時(shí)間內(nèi)繼續(xù)放熱，例如繼續(xù)放熱10分鐘。這種持續(xù)的放熱有利地將軌道34保持溫暖和干燥一段時(shí)間，在這期間可以開始焊接。
應(yīng)該理解，隔熱材料22和/或塊24可以具有任何合適的形狀和/或構(gòu)造，用于與待加熱的物體相接，和/或用于在一個(gè)或多個(gè)方向上導(dǎo)熱。
圖8至10示出了生熱裝置40，其具有在突起或突塊44中的內(nèi)置放熱點(diǎn)燃材料42。放熱點(diǎn)燃材料42與可燃固體材料塊48接觸，該塊至少部分地被隔熱材料層50覆蓋。突起44具有可去除材料的覆蓋物54，其可以被去除來進(jìn)入和點(diǎn)燃放熱點(diǎn)燃材料42，以引發(fā)在塊48中的放熱化學(xué)反應(yīng)。
覆蓋物54可以是與隔熱材料層50相同的隔熱材料，并且可以是隔熱材料層50的基本上連續(xù)的部分。例如，隔熱材料50可以是如上所述的陶瓷纖維材料。這種材料可以用通用刀或另一種切割裝置切開或割開，或者甚至用手撕開，來露出放熱點(diǎn)燃材料40。
圖11至13圖示了用于形成生熱裝置40的工藝。在圖11中，沿著例如模具57的凹入部分56的表面設(shè)置隔熱材料層50。層50的隔熱材料可以是濕陶瓷纖維混合物，在設(shè)置之后，將其烘干以產(chǎn)生隔熱材料層50。
在形成隔熱材料層50之后，制成隔熱材料層50的模板可以從模具中移走。然后，將放熱點(diǎn)燃材料42放到隔熱材料層50的突起44中，如圖12所示。放熱點(diǎn)燃材料42可以通過將其傾倒到突起44的空腔中來設(shè)置。還可以添加額外的放熱反應(yīng)材料。額外的放熱反應(yīng)材料可以包括一種或多種鐵熱劑、銅熱劑和鋁熱劑。
最后，如圖13所示，可燃材料58被裝入或壓進(jìn)凹入部分56的剩余部分中。可燃材料58被加熱或干燥，以產(chǎn)生固體材料塊48，該塊與放熱點(diǎn)燃材料42接觸，并且部分地被隔熱材料層50圍繞。
在實(shí)例性實(shí)施例中，在形成裝置中可以使用5克的放熱點(diǎn)燃材料，20克的鐵熱劑，以及200克的可燃固體材料。對可燃材料的干燥可以通過將整個(gè)裝置放到200°F(93℃)的爐中約6小時(shí)來實(shí)現(xiàn)。
圖14示出了另外的裝置60，其具有含點(diǎn)燃材料的突起62，突起62具有嵌入在其中的箔片點(diǎn)燃器66，點(diǎn)燃器66的一部分68用于外部連接。外部電壓源70可以經(jīng)由合適的夾子72例如鱷魚夾而連接到點(diǎn)燃器66的可連接部分68。如先前討論的，施加合適的電壓將引發(fā)點(diǎn)燃器66中的火花或其它動作，這會引發(fā)放熱點(diǎn)燃材料中的反應(yīng)，反過來又將使得可燃固體材料的點(diǎn)燃。
圖15圖示了用于容納和熔化例如鋁塊的金屬塊84的生熱裝置80。金屬塊84(例如通過加工得到的)被容納在裝置80可燃固體材料的凹入部分86中。當(dāng)固體材料被點(diǎn)燃時(shí)，其溫度的上升導(dǎo)致金屬塊84的熔化。被熔化的金屬可以用于多種目的，例如通過裝置80中的孔或其它開口被傾倒或引導(dǎo)。所產(chǎn)生的熔融金屬可以用來例如形成在兩個(gè)或多個(gè)金屬部分之間的電連接，或者用于機(jī)械地連結(jié)金屬部分，例如通過被導(dǎo)入兩條鋼筋的端部都被插入到其中的鋼套中，來(在熔融金屬的固化后)形成堅(jiān)固的鋼筋結(jié)合。
圖16和17圖示了可燃固體材料的另一個(gè)用途，用于對物體的一部分進(jìn)行局部加熱。如圖16所示，難熔材料模板90可以在物體94的部分92周圍構(gòu)造或放置。模板90可以是一次性使用的物品，或者可以是可重復(fù)使用的。在圖示的實(shí)例中，物體94是冷卻片，銅插頭將被焊接到其上。但是，應(yīng)該理解，由于多種目的，在多種物體的一些部分上局部冷卻可能是期望的?，F(xiàn)有的加熱這種冷卻片的方法包括用氣炬對整個(gè)片進(jìn)行45分鐘以上的加熱。這種加熱方法很耗時(shí)，也浪費(fèi)能量，并且可能導(dǎo)致對片的不期望的熱毀壞，包括可能毀壞片的除待焊接部分之外的其它部分。
現(xiàn)在參照圖17，模板90裝有上述的可燃材料。材料被緊密地裝入模板90中，并且可以被干燥，以產(chǎn)生在物體94的部分92附近的可燃固體材料塊96和98。塊96和98可以如上所述地被點(diǎn)燃，并且可以提供對物體94涉及焊接的部分92的局部加熱。因此，可以減少處理的時(shí)間、能量和/或成本，并且可以同時(shí)減少或避免對物體94的熱誘發(fā)毀壞。
應(yīng)該理解，這里描述的可燃固體材料可以在廣泛的多種用途中使用，提供對多種物體的無火焰和/或局部加熱。
為了實(shí)現(xiàn)上述和相關(guān)各方面，本發(fā)明包括在下文中充分描述、并且在權(quán)利要求中特別指出的特征。下面的描述和附圖詳細(xì)闡明了本發(fā)明的某些說明性實(shí)施例。這些實(shí)施例是對可以使用本發(fā)明原理的各種方式中一部分的說明。從下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的其它目的、優(yōu)點(diǎn)和新特征將變得很清楚。
權(quán)利要求
1.一種可燃固體材料，包括產(chǎn)生金屬的反應(yīng)混合物，該混合物包括還原劑；和金屬化合物粉末；儲熱材料；和粘合劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的材料，其中，還原劑包括還原金屬粉末。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的材料，其中，還原金屬粉末包括選自由鋁粉末和銅粉末組成的組中的粉末。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的材料，其中，金屬化合物粉末包括金屬氧化物粉末。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的材料，其中，金屬氧化物粉末包括過渡金屬氧化物粉末。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的材料，其中，過渡金屬氧化物粉末包括選自由鐵的氧化物、銅的氧化物、二氧化錳和二氧化鈦組成的組中的金屬氧化物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的材料，其中，儲熱材料包括沙子。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的材料，其中，粘合劑包括選自由硅酸鈉和氫氧化鉀組成的組中的材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的固體材料，與覆蓋固體材料外表面一部分的隔熱材料組合。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的組合，其中，隔熱材料包括陶瓷材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的組合，其中，隔熱材料包括陶瓷纖維材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的組合，其中，陶瓷纖維材料包括陶瓷毯。
13.根據(jù)權(quán)利要求9的組合，還包括在隔熱材料的一部分與固體材料之間的放熱點(diǎn)燃材料。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的材料，與接觸固體材料的放熱點(diǎn)燃材料組合。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的材料，其中，材料由漿料形成，漿料包括33～56％的鐵的氧化物、13～22％的鋁、18～36％的沙子、2～8％的硅酸鈉以及3～12％的水。
16.一種生熱裝置，包括產(chǎn)生金屬的可燃固體材料；和覆蓋固體材料外表面的至少一部分的隔熱材料。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的裝置，其中，隔熱材料剩下固體材料外表面的一個(gè)側(cè)面沒有被覆蓋，其中，固體材料的點(diǎn)燃導(dǎo)致熱量優(yōu)先沿該側(cè)面散發(fā)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的裝置，其中，隔熱材料在其中具有開口，露出固體材料外表面的另一個(gè)側(cè)面的一部分。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的裝置，還包括在開口中的放熱點(diǎn)燃材料。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的裝置，還包括在點(diǎn)燃材料中的金屬箔片點(diǎn)燃器。
21.根據(jù)權(quán)利要求19的裝置，其中，點(diǎn)燃材料包括還原材料和金屬氧化物的粉末狀混合物。
22.根據(jù)權(quán)利要求16的裝置，還包括突起；其中，突起容納與固體材料接觸的放熱點(diǎn)燃材料；并且其中，突起包括可去除的覆蓋物。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的裝置，其中，突起的覆蓋物是隔熱材料的基本上連續(xù)的部分。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的裝置，其中，隔熱材料包括陶瓷纖維。
25.根據(jù)權(quán)利要求22的裝置，其中，點(diǎn)燃材料包括還原材料和金屬氧化物的粉末狀混合物。
26.根據(jù)權(quán)利要求16的裝置，其中，固體材料包括產(chǎn)生金屬的反應(yīng)混合物，該混合物包括還原劑；和金屬化合物粉末；儲熱材料；和粘合劑。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的裝置，其中，還原劑包括選自由鋁粉末和銅粉末組成的組中的還原金屬粉末。
28.根據(jù)權(quán)利要求26的裝置，其中，金屬化合物粉末包括選自由鐵的氧化物、銅的氧化物、二氧化錳和二氧化鈦組成的組中的金屬氧化物。
29.根據(jù)權(quán)利要求26的裝置，其中，儲熱材料包括沙子。
30.根據(jù)權(quán)利要求26的裝置，其中，粘合劑包括選自由硅酸鈉和氫氧化鉀組成的組中的材料。
31.根據(jù)權(quán)利要求26的裝置，其中，固體材料由漿料形成，漿料包括33～56％的鐵的氧化物、13～22％的鋁、18～36％的沙子、2～8％的硅酸鈉以及3～12％的水。
32.一種加熱物體的至少一部分的方法，包括將可燃固體材料放到物體上；使該固體材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)以放熱產(chǎn)生熔融金屬；以及使用由化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱來加熱物體的至少一部分；其中，在化學(xué)反應(yīng)期間，熔融金屬被保留在該固體材料中。
33.根據(jù)權(quán)利要求32的方法，其中，固體材料包括基本上均勻的混合物，混合物包括產(chǎn)生金屬的反應(yīng)混合物，該混合物包括還原劑；和金屬化合物粉末；儲熱材料；和粘合劑；并且其中，化學(xué)反應(yīng)包括使還原劑和金屬化合物粉末發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
34.根據(jù)權(quán)利要求32的方法，其中，化學(xué)反應(yīng)包括使鐵的氧化物與鋁反應(yīng)。
35.根據(jù)權(quán)利要求32的方法，其中，固體材料的材料基體在反應(yīng)期間被保持。
36.根據(jù)權(quán)利要求32的方法，其中，物體是待焊接的物體。
37.根據(jù)權(quán)利要求32的方法，其中，物體是鋼軌。
38.根據(jù)權(quán)利要求32的方法，其中，加熱包括將物體的至少一部分加熱到超過200°F的溫度。
39.根據(jù)權(quán)利要求32的方法，其中，加熱包括熔化物體的至少一部分。
全文摘要
可燃固體材料包括產(chǎn)生熔融金屬的材料，以及用于在被點(diǎn)燃時(shí)維持其形狀的其它材料。產(chǎn)生熔融金屬的材料可以包括產(chǎn)生金屬的反應(yīng)混合物，例如包括含還原劑和金屬化合物粉末的反應(yīng)混合物。其它材料可以包括粘合劑，以及儲熱材料，例如沙子?？扇脊腆w材料的成分可以被壓在一起并進(jìn)行干燥，以生成固體的、可加工的、生熱材料(熱塊)，該材料可以形成為任意形狀?？梢栽诳扇脊腆w材料的一個(gè)或多個(gè)側(cè)面上設(shè)置例如陶瓷毯(blanket)材料的隔熱材料，例如用于在一個(gè)或多個(gè)期望的方向上導(dǎo)引由固體材料的反應(yīng)產(chǎn)生的熱。固體材料可以被用在期望集中加熱的任何情況下。
文檔編號B23K23/00GK1688521SQ03824178
公開日2005年10月26日 申請日期2003年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月11日
發(fā)明者D·T·摩爾, M·A·英格, V·米勒 申請人:愛瑞柯國際公司