最近，纳米铝热剂燃烧时的气体产物种类或破裂压力引起了相关学者的注意，扩展了纳米铝热剂潜在的应用领域，例如气体输送［ROD 09，KOR 12，SUL 13，GRI 12，FAN 07，SUN 09］和推进系统等［APP 09，LAR 03］。在6.3节中介绍了相关的应用。
将Al2O3和金属作为终产物的铝热剂方程仅仅是基本原理。事实上，在大多数实际情况下，反应过程中可能会生成各种中间体和最终产物，例如氧化物、低价氧化物和合金。气态中间体的形成及其对压力增加的贡献可以解释像Al／MoO3这样的体系，虽然热力学预测该体系产生的气体约为Al／CuO或Al／Bi2O3的一半，却仍然可以快速反应并且表现出与其他铝热剂一样的压力［SAN 07］。
Martirosyan等公布了模拟铝热剂燃烧过程中压力产生的首次尝试，该模拟实验基于气体动力学方程［WAN 11］。最近，我们基于确定的基本物理化学过程提出了压力产生的第一个机理，旨在预测不同铝－铝热剂混合物最大反应压力、温度以及反应产物（气体和固体产物）与其理论最大密度百分比（TMD%）之间的函数关系。
采用“局部平衡热力学”程序，定义所有的相变，接着定义所有的中间产物、分压和总压以及温度对反应程度的函数。实际上，考虑到混合物的化学计量数（φ＝1），假设当体系达到热力学平衡时，表征反应程度的值为ξ，此时整个铝热反应可以表示为
式中，ξ表示铝热剂混合物的转换百分数，而剩余的（1－ξ）部分表示还未反应。
根据氧化物的性质、温度以及反应室中不同的蒸气分压，在方程（5.2）中增加其他的相变过程，主要有：(www.xing528.com)
（1）所有物质的熔化和沸腾过程。（2）合金和氧化物的分解过程。
（3）以合金或氧化物形式的冷凝。
对于给定的铝热剂Al／MaOb和TMD%，反应程度为ξ时，将温度从环境温度加热至4 000℃，计算各个温度下各物质的分压，并根据理想气体定律确定物质的量，推导出凝聚相的组成，使用能量守恒方程来计算温度对ξ的函数。燃烧释放的热量等于ξTMD%ΔH，其中TMD%是TMD百分比，ΔH是铝热剂的反应焓（见表5.1）。释放的能量用于增加铝热剂温度并且提供可能发生相变所需的潜热。将系统加热到温度T时所需的总热量q（T）可以表示为
式中，T0为初始温度，此处为环境温度（25℃）；Cv（T）是各物质的热容；h（T）为潜热。h（T）是由一定温度下一系列狄拉克三角函数组成的函数，可以用于在适宜温度下的任何相变过程，除蒸发之外。因为蒸发过程的潜热与局部蒸气压力有关，是连续过程。
表5.1 各物质在大气压下的蒸发／分解潜热［LID 91］
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