Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Не путать с термитом , терматом или термалитом .
Эта статья о легковоспламеняющихся материалах. Для персонажа комиксов см Термит (комиксы) . Для одноименного взрывного устройства см. Зажигательную гранату .

Смесь термитов с использованием оксида железа (III)

Термитная ( / θ ɜːr м aɪ т / ) [1] представляет собой пиротехнический состав из металлического порошка и оксида металла . При воспламенении от тепла термит подвергается экзотермической окислительно- восстановительной (окислительно-восстановительной) реакции. Большинство разновидностей не взрывоопасны, но могут создавать короткие всплески тепла и высокой температуры на небольшом участке. Его форма действия аналогична другим топливно-окислительным смесям, например, дымному пороху .

Термиты имеют разнообразный состав. Топливо включает алюминий , магний , титан , цинк , кремний и бор . Алюминий широко распространен из-за его высокой температуры кипения и низкой стоимости. Окислители включают висмута (III) , оксид , бора (III) оксид , кремний (IV) оксид , оксид хрома (III) , марганца (IV) оксид , оксид железа (III) , железа (II, III) оксид , меди (II) , оксид и оксид свинца (II, IV) . [2]

Реакция, также называемая процессом Гольдшмидта , используется для термитной сварки , часто применяемой для соединения железнодорожных путей. Термиты также использовались для очистки металлов, обезвреживания боеприпасов и зажигательного оружия . Некоторые термитоподобные смеси используются в качестве пиротехнических инициаторов в фейерверках .

Химические реакции [ править ]

Термитная реакция с использованием оксида железа (III). Вылетающие наружу искры представляют собой шарики расплавленного железа, сопровождаемые дымом.

В следующем примере элементарный алюминий восстанавливает оксид другого металла , в этом распространенном примере оксида железа , потому что алюминий образует более прочные и стабильные связи с кислородом, чем железо:

Fe 2 O 3 + 2 Al → 2 Fe + Al 2 O 3

Эти продукты являются оксид алюминия , элементного железа , [3] , и большое количество тепла . Реагенты обычно измельчаются и смешиваются со связующим, чтобы сохранить материал в твердом состоянии и предотвратить разделение.

Можно использовать другие оксиды металлов, такие как оксид хрома, для получения данного металла в его элементарной форме. Например, реакция термитов меди с использованием оксида меди и элементарного алюминия может быть использована для создания электрических соединений в процессе, называемом cadwelding , который производит элементарную медь (она может бурно реагировать):

3 CuO + 2 Al → 3 Cu + Al 2 O 3

Термиты с наноразмерными частицами описываются различными термины, такие как метастабильные межмолекулярные композиты , супер-термит, [4] нано-термит , [5] и нанокомпозитных энергетические материалы. [6] [7]

История [ править ]

Реакция термитов ( термитов ) была открыта в 1893 году и запатентована в 1895 году немецким химиком Гансом Гольдшмидтом . [8] Следовательно, реакцию иногда называют «реакцией Гольдшмидта» или «процессом Гольдшмидта». Первоначально Гольдшмидт был заинтересован в производстве очень чистых металлов, избегая использования углерода при плавке , но вскоре он обнаружил ценность термитов при сварке . [9]

Первым промышленным применением термита была сварка трамвайных путей в Эссене в 1899 году [10].

Типы [ править ]

На чугунной сковороде происходит термитная реакция.

Красный оксид железа (III) (Fe 2 O 3 , широко известный как ржавчина ) является наиболее распространенным оксидом железа, используемым в термитах. [11] [12] [13] Магнетит тоже работает. [14] Иногда используются другие оксиды, такие как MnO 2 в термитах марганца, Cr 2 O 3 в термитах хрома, кварц в термитах кремния или оксид меди (II) в термитах меди, но только для специальных целей. [14] Во всех этих примерах в качестве химически активного металла используется алюминий. Фторполимеры могут использоваться в специальных рецептурах, тефлонпри этом магний или алюминий являются относительно распространенным примером. Магний / тефлон / витон - еще один пиролант этого типа. [15]

Комбинации сухого льда (замороженного диоксида углерода) и восстановителей, таких как магний, алюминий и бор, протекают по той же химической реакции, что и традиционные термитные смеси, с образованием оксидов металлов и углерода. Несмотря на очень низкую температуру термитной смеси с сухим льдом, такая система способна воспламениться пламенем. [16] Когда ингредиенты тонко разделены, заключены в трубку и вооружены как традиционное взрывчатое вещество, этот криотермит может взорваться, и часть углерода, высвободившегося в результате реакции, появится в форме алмаза . [17]

В принципе, вместо алюминия можно использовать любой химически активный металл. Это делается редко, потому что свойства алюминия почти идеальны для этой реакции:

  • Это, безусловно, самый дешевый из металлов с высокой реакционной способностью. Например, в декабре 2014 года олово стоило 19 829 долларов США за тонну, цинк - 2180 долларов США за тонну, а алюминий - 1 910 долларов США за тонну. [18]
  • Он образует пассивирующий слой, что делает его более безопасным в обращении, чем со многими другими химически активными металлами. [19]
  • Его относительно низкая температура плавления (660 ° C) означает, что металл легко расплавляется, поэтому реакция может протекать в основном в жидкой фазе и, таким образом, протекает довольно быстро.
  • Его высокая температура кипения (2519 ° C) позволяет реакции достигать очень высоких температур, поскольку некоторые процессы имеют тенденцию ограничивать максимальную температуру чуть ниже точки кипения. Такая высокая температура кипения характерна для переходных металлов (например, железо и медь кипят при 2887 ° C и 2582 ° C соответственно), но особенно необычна для высокореактивных металлов (например, магний и натрий , которые кипят при 1090 ° C. и 883 ° C соответственно).
  • Кроме того, низкая плотность оксида алюминия, образующегося в результате реакции, имеет тенденцию заставлять его плавать на образующемся чистом металле. Это особенно важно для уменьшения загрязнения сварного шва.

Хотя реагенты стабильны при комнатной температуре, они горят с чрезвычайно интенсивной экзотермической реакцией при нагревании до температуры воспламенения. Продукты превращаются в жидкости из-за достигнутых высоких температур (до 2500 ° C с оксидом железа (III)), хотя фактическая достигнутая температура зависит от того, насколько быстро тепло может уйти в окружающую среду. Thermite содержит собственный источник кислорода и не требует внешнего источника воздуха. Следовательно, его нельзя задушить, и он может воспламениться в любой среде при достаточном начальном нагреве. Он хорошо горит во влажном состоянии и не может быть легко потушен водой, хотя достаточно воды, чтобы отвести достаточное количество тепла, может остановить реакцию. [20]Небольшое количество воды вскипятить, не дойдя до реакции. Тем не менее, термит используется для подводной сварки. [21]

Термиты характеризуются практически полным отсутствием газообразования при горении, высокой температурой реакции и образованием жидкого шлака . Топливо должно иметь высокую теплоту сгорания и образовывать оксиды с низкой температурой плавления и высокой температурой кипения. Окислитель должен содержать не менее 25% кислорода, иметь высокую плотность, низкую теплоту образования и давать металл с низкой температурой плавления и высокой температурой кипения (чтобы высвобождаемая энергия не расходовалась на испарение продуктов реакции). В композицию могут быть добавлены органические связующие для улучшения ее механических свойств, однако они имеют тенденцию к образованию продуктов эндотермического разложения, вызывая некоторую потерю тепла реакции и образование газов. [22]

Температура, достигнутая во время реакции, определяет результат. В идеальном случае реакция дает хорошо разделенный расплав металла и шлака. Для этого температура должна быть достаточно высокой, чтобы расплавить оба продукта реакции, полученный металл и оксид топлива. При слишком низкой температуре образуется смесь спеченного металла и шлака; слишком высокая температура (выше точки кипения любого реагента или продукта) приводит к быстрому образованию газа, диспергированию горящей реакционной смеси, иногда с эффектами, подобными взрыву с низким выходом. В составах, предназначенных для получения металла алюмотермической реакцией., этим эффектам можно противодействовать. Слишком низкая температура реакции (например, при производстве кремния из песка) может быть повышена добавлением подходящего окислителя (например, серы в композициях алюминий-сера-песок); слишком высокая температура может быть снижена с помощью подходящего хладагента и / или флюса для шлака . Часто используемый в любительских составах флюс - это фторид кальция., поскольку он реагирует только минимально, имеет относительно низкую температуру плавления, низкую вязкость расплава при высоких температурах (следовательно, увеличивает текучесть шлака) и образует эвтектику с оксидом алюминия. Однако слишком большой поток разбавляет реагенты до такой степени, что они не могут поддерживать горение. Тип оксида металла также имеет огромное влияние на количество производимой энергии; чем выше оксид, тем больше выделяется энергии. Хорошим примером может служить разность между марганца оксида (IV) и оксида марганца (II) , где бывший производит слишком высокую температуру , а второй является едва ли в состоянии поддерживать горение; для достижения хороших результатов следует использовать смесь с правильным соотношением обоих оксидов. [23]

Скорость реакции также можно регулировать в зависимости от размера частиц; более крупные частицы горят медленнее, чем более мелкие. Эффект более выражен с частицами, которым требуется нагреть до более высокой температуры, чтобы начать реакцию. Этот эффект доведен до крайности с нанотермитами .

Температуру, достигаемую в реакции в адиабатических условиях , когда тепло не теряется в окружающую среду, можно оценить с помощью закона Гесса - путем расчета энергии, производимой самой реакцией (вычитая энтальпию реагентов из энтальпии продуктов) и вычитание энергии, потребляемой при нагревании продуктов (из их удельной теплоемкости, когда материалы изменяют только свою температуру, и их энтальпии плавления и, в конечном итоге, энтальпии испарения, когда материалы плавятся или закипают). В реальных условиях реакция теряет тепло в окружающую среду, поэтому достигаемая температура несколько ниже. Скорость теплопередачи конечна, поэтому чем быстрее протекает реакция, тем ближе к адиабатическим условиям она протекает и тем выше достигается температура. [24]

Железный термит [ править ]

Самый распространенный состав - железный термит. В качестве окислителя обычно используется оксид железа (III) или оксид железа (II, III) . Первый производит больше тепла. Последний легче воспламеняется, вероятно, из-за кристаллической структуры оксида. Добавление оксидов меди или марганца может значительно улучшить легкость воспламенения. Плотность приготовленного термитов часто составляет всего 0,7 г / см 3 . Это, в свою очередь, приводит к относительно низкой плотности энергии (около 3 кДж / см 3 ), быстрому горению и разбрызгиванию расплавленного железа из-за расширения захваченного воздуха. Термит можно прессовать до плотности 4,9 г / см 3 (почти 16 кДж / см 3).) с медленными скоростями горения (около 1 см / с). Прессованный термит имеет более высокую способность плавления, то есть он может расплавить стальную чашу, где термит низкой плотности не выдержит. [25] Железный термит с добавками или без них можно прессовать в режущие устройства, имеющие термостойкий корпус и сопло. [26] Кислородно-сбалансированный железный термит 2Al + Fe 2 O 3 имеет теоретическую максимальную плотность 4,175 г / см 3.температура адиабатического горения 3135 K или 2862 ° C или 5183 ° F (с включенными фазовыми переходами, ограниченными железом, которое кипит при 3135 K), оксид алюминия (кратковременно) расплавлен, а произведенное железо в основном жидкое с его частью в газообразном состоянии - образуется 78,4 г паров железа на 1 кг термитов. Энергосодержание составляет 945,4 кал / г (3 956 Дж / г). Плотность энергии составляет 16 516 Дж / см 3 . [27]

В исходной смеси, как и изобретено, использовался оксид железа в виде прокатной окалины . Состав было очень сложно зажечь. [22]

Медный термит [ править ]

Медный термит может быть получен из оксида меди (I) (Cu 2 O, красный) или оксида меди (II) (CuO, черный). Скорость горения обычно очень высокая, а температура плавления меди относительно низкая, поэтому в результате реакции образуется значительное количество расплавленной меди за очень короткое время. Реакции термитов меди (II) могут быть настолько быстрыми, что термиты меди можно рассматривать как разновидность мгновенного порошка . Может произойти взрыв и выброс медных капель на значительное расстояние. [28] Кислородно-сбалансированная смесь имеет теоретическую максимальную плотность 5,109 г / см 3., температура адиабатического пламени 2843 К (включая фазовые переходы) с расплавленным оксидом алюминия и медью как в жидкой, так и в газообразной форме. На 1 кг этого термита образуется 343 г паров меди. Энергетическая ценность 974 кал / г. [27]

Термит меди (I) находит промышленное применение, например, при сварке толстых медных проводников ( сварка вручную ). Этот вид сварки оценивается также для сращивания кабелей на флоте ВМС США для использования в сильноточных системах, например, в электрических силовых установках. [29] Сбалансированная по кислороду смесь имеет теоретическую максимальную плотность 5,280 г / см 3 , температуру адиабатического пламени 2843 К (включая фазовые переходы) с оксидом алюминия в расплавленном состоянии и медью как в жидкой, так и в газообразной форме. На 1 кг этого термита образуется 77,6 г паров меди. Энергетическая ценность 575,5 кал / г. [27]

Thermates [ править ]

Основная статья: Thermate

Терматная композиция - это термитная композиция, обогащенная окислителем на основе соли (обычно нитратами, например, нитратом бария или пероксидами). В отличие от термитов, терматы горят с выделением пламени и газов. Присутствие окислителя облегчает воспламенение смеси и улучшает проникновение в цель горящим составом, поскольку выделяющийся газ выбрасывает расплавленный шлак и обеспечивает механическое перемешивание. [22] Этот механизм делает термат более подходящим, чем термит, для зажигательных целей и для аварийного разрушения чувствительного оборудования (например, криптографических устройств), так как эффект термитов более локализован.

Зажигание [ править ]

Термитная реакция с использованием оксида железа (III)

Металлы могут гореть при правильных условиях, как при горении дерева или бензина. На самом деле, ржавчина является результатом окисления из стали или чугуна при очень низких скоростях. Реакция термитов - это процесс, в котором правильная смесь металлических топлив объединяется и воспламеняется. Само зажигание требует очень высоких температур. [ необходима цитата ]

Для зажигания термитной реакции обычно требуется бенгальский огонь или легко доступная магниевая лента, но могут потребоваться постоянные усилия, поскольку зажигание может быть ненадежным и непредсказуемым. Эти температуры не могут быть достигнуты с помощью обычных взрывателей из черного пороха , нитроцеллюлозных стержней, детонаторов , пиротехнических инициаторов или других распространенных воспламеняющих веществ. [14] Даже когда термит достаточно горячий, чтобы светиться ярко-красным светом, он не воспламеняется, так как он должен быть раскаленным добела, чтобы инициировать реакцию. [ необходима цитата ] Если все сделано правильно, можно начать реакцию с помощью пропановой горелки .[30]

Часто полоски металлического магния используются в качестве предохранителей . Поскольку металлы горят без выделения охлаждающих газов, они потенциально могут гореть при очень высоких температурах. Химически активные металлы, такие как магний, могут легко достигать температуры, достаточной для воспламенения термитов. Магниевое зажигание остается популярным среди любителей термитов, главным образом потому, что его легко получить. [14] Однако кусок горящей полосы может упасть в смесь, что приведет к преждевременному возгоранию.

Реакция между перманганатом калия и глицерином или этиленгликолем используется как альтернатива магниевому методу. Когда эти два вещества смешиваются, начинается самопроизвольная реакция, при которой температура смеси медленно повышается, пока не образуется пламя. Тепла, выделяемого при окислении глицерина, достаточно для инициирования термитной реакции. [14]

Помимо магниевого зажигания, некоторые любители также предпочитают использовать бенгальские огни для зажигания термитной смеси. [31] Они достигают необходимой температуры и обеспечивают достаточно времени, прежде чем точка горения достигнет образца. [32] Это может быть опасным методом, поскольку искры железа , как и полосы магния, горят при тысячах градусов и могут воспламенить термит, даже если сам бенгальский огонь не соприкасается с ним. Это особенно опасно с термитом в мелком порошке.

Головки спичек горят достаточно сильно, чтобы воспламенить термит Можно использовать спичечные головки, обернутые алюминиевой фольгой, и достаточно длинный вязкостный предохранитель / электрическую спичку, ведущую к спичечным головкам.

Точно так же мелкодисперсный термит можно зажечь от кремневой искровой зажигалки , поскольку искры сжигают металл (в данном случае высокореактивные редкоземельные металлы лантан и церий ). [33] Следовательно, зажигать зажигалку рядом с термитом небезопасно.

Гражданское использование [ править ]

Протекание термитной реакции при железнодорожной сварке. Вскоре после этого жидкий чугун течет в кристаллизатор вокруг зазора рельса.
Остатки керамических форм для термитной сварки, подобные этим, оставленные железнодорожниками возле трамвайной остановки Årstafältet в Стокгольме, Швеция, иногда можно найти вдоль путей.

Реакции термитов имеют множество применений. Термит не взрывчатое вещество; вместо этого он работает, подвергая очень небольшую площадь воздействию чрезвычайно высоких температур. Сильное тепло, сфокусированное на небольшом пятне, можно использовать для прорезания металла или сварки металлических компонентов вместе как путем плавления металла из компонентов, так и путем впрыскивания расплавленного металла из самой термитной реакции.

Термитный может быть использована для ремонта с помощью сварки в месте толстых стальных секций , такие как локомотив ось -репер , где ремонт может иметь место без удаления части из ее места установки. [34]

Thermite может использоваться для быстрой резки или сварки стали, такой как рельсовые пути , без использования сложного или тяжелого оборудования. [35] [36] Однако в таких сварных соединениях часто присутствуют дефекты, такие как шлаковые включения и пустоты (отверстия), и для успешного проведения процесса требуется большая осторожность. К численному анализу термитной сварки рельсов подошли аналогично анализу охлаждения отливки. Как анализ методом конечных элементов, так и экспериментальный анализ сварных швов термитных рельсов показали, что сварной зазор является наиболее важным параметром, влияющим на образование дефектов. [37] Было показано, что увеличение сварного зазора снижает образование усадочных полостей и дефектов сварки внахлест., а повышение температуры предварительного нагрева и термитной обработки еще больше снижает эти дефекты. Однако уменьшение этих дефектов способствует возникновению второй формы дефекта: микропористости. [38] Также необходимо следить за тем, чтобы рельсы оставались прямыми, чтобы не возникало перекосов, которые могут вызвать износ на высоких скоростях и больших нагрузках на оси. [39]

Термитная реакция, когда ее используют для очистки руд некоторых металлов, называется термитным процессом или алюминотермической реакцией. Адаптация реакции, используемая для получения чистого урана , была разработана в рамках Манхэттенского проекта в лаборатории Эймса под руководством Фрэнка Спеддинга . Иногда его называют процессом Эймса . [40]

Медный термит используется для сварки толстых медных проводов с целью электрических соединений. Он широко используется в электроэнергетике и телекоммуникационной отрасли ( экзотермические сварные соединения ).

Военное использование [ править ]

Ручные термитные гранаты и заряды обычно используются вооруженными силами как для борьбы с боевыми средствами, так и для частичного уничтожения оборудования; последнее является обычным явлением, когда нет времени для более безопасных или более тщательных методов. [41] [42] Например, термит можно использовать для аварийного уничтожения криптографического оборудования, когда существует опасность его захвата вражескими войсками. Поскольку стандартный железо-термит трудно воспламеняется, горит практически без пламени и имеет небольшой радиус действия, стандартный термит редко используется сам по себе в качестве зажигательной композиции. В целом увеличение объема газообразных продуктов реакциисмеси термитов увеличивает скорость теплопередачи (и, следовательно, повреждение) этой конкретной смеси термитов. [43] Обычно его используют с другими ингредиентами, которые усиливают его зажигательный эффект. Thermate-TH3 представляет собой смесь термитных и пиротехнических добавок, которые превосходят стандартный термит в зажигательных целях. [44] Его весовой состав обычно составляет около 68,7% термит, 29,0% нитрата бария , 2,0% серы и 0,3% связующего (такого как PBAN ). [44] Добавление нитрата бария к термиту увеличивает его тепловой эффект, производит большее пламя и значительно снижает температуру воспламенения.[44] Хотя основная цель Thermate-TH3 в вооруженных силах - зажигательное оружие против материальных средств, его также можно использовать для сварки металлических компонентов.

Классическим военным применением термитов является обезвреживание артиллерийских орудий, и он использовался для этой цели со времен Второй мировой войны, например, в Пуэнт-дю-Хок , Нормандия . [45] Термит может навсегда вывести из строя артиллерийские орудия без использования зарядов взрывчатого вещества, и поэтому термит можно использовать, когда для операции необходима тишина. Это можно сделать, вставив одну или несколько вооруженных термитных гранат в казенную часть, а затем быстро закрыв ее; это сваривает затвор и делает невозможным заряжание оружия. [46]В качестве альтернативы, термитная граната, выпущенная внутри ствола пистолета, загрязняет ствол, делая оружие опасным для стрельбы. Thermite также может сваривать механизм поворота и подъема оружия, что делает невозможным правильное прицеливание. [ необходима цитата ]

Во время Второй мировой войны в зажигательных бомбах как Германии, так и союзников использовались термитные смеси. [47] [48] Зажигательные бомбы обычно состояли из десятков тонких наполненных термитом канистр ( бомб ), воспламеняемых магниевым запалом. Зажигательные бомбы нанесли огромный ущерб многим городам из-за пожаров, вызванных термитом. Особенно уязвимы были города, которые в основном состояли из деревянных построек. Эти зажигательные бомбы использовались в основном во время ночных воздушных налетов . Бомбардировочные прицелы нельзя было использовать ночью, что создавало необходимость использовать боеприпасы, которые могли бы уничтожать цели без необходимости точного размещения.

Опасности [ править ]

Жестокие эффекты термитов

Использование термитов опасно из-за чрезвычайно высоких температур и чрезвычайных трудностей в подавлении реакции, когда-то начавшейся. Небольшие потоки расплавленного железа, выделяющегося в результате реакции, могут перемещаться на значительные расстояния и могут плавиться через металлические контейнеры, воспламеняя их содержимое. Кроме того, легковоспламеняющиеся металлы с относительно низкими температурами кипения, такие как цинк (с температурой кипения 907 ° C, что примерно на 1370 ° C ниже температуры, при которой горит термит), потенциально могут сильно распылять перегретый кипящий металл в воздухе, если он находится рядом с термитом. реакция. [ необходима цитата ]

Если по какой-либо причине термит загрязнен органическими веществами, гидратированными оксидами и другими соединениями, способными выделять газы при нагревании или реакции с компонентами термитов, продукты реакции могут распыляться. Более того, если термитная смесь содержит достаточно пустых пространств с воздухом и горит достаточно быстро, перегретый воздух также может вызвать разбрызгивание смеси. По этой причине предпочтительно использовать относительно сырые порошки, чтобы скорость реакции была умеренной, и горячие газы могли выходить из зоны реакции.

Предварительный нагрев термитов перед воспламенением может быть легко выполнен случайно, например, путем заливки новой кучи термитов на горячую, недавно воспламенившуюся кучу термитного шлака . При воспламенении предварительно нагретый термит может гореть почти мгновенно, выделяя световую и тепловую энергию с гораздо большей скоростью, чем обычно, и вызывая ожоги и повреждение глаз на достаточно безопасном расстоянии. [ необходима цитата ]

Реакция термитов может происходить случайно в промышленных помещениях, где рабочие используют абразивные шлифовальные и отрезные круги с черными металлами . Использование алюминия в этой ситуации приводит к образованию смеси оксидов, которая может сильно взорваться. [49]

Смешивание воды с термитом или заливка воды на горящий термит может вызвать взрыв пара , разбрызгивая горячие фрагменты во всех направлениях. [50]

Основные ингредиенты Thermite также были использованы из-за их индивидуальных качеств, в частности отражательной способности и теплоизоляции, в лакокрасочном покрытии или добавке для немецкого цеппелина Гинденбург , что, возможно, способствовало его огненному разрушению. Это была теория, выдвинутая бывшим ученым НАСА Аддисон Бэйн , а затем испытанная в небольшом масштабе научным реалити-шоу MythBusters с полуубедительными результатами (оказалось, что это вина не только реакции термитов, а вместо этого. предположили, что это комбинация этого и горения газообразного водорода , заполнившего тело Гинденбурга ). [51]Программа MythBusters также проверила достоверность видео, найденного в Интернете, на котором некоторое количество термитов в металлическом ведре воспламенилось, когда оно находилось на нескольких глыбах льда, что вызвало внезапный взрыв. Они смогли подтвердить результаты, обнаружив огромные глыбы льда на расстоянии 50 м от места взрыва. Соведущий Джейми Хайнеман предположил, что это произошло из-за аэрозолизации термитной смеси., возможно, в облаке пара, заставляя его гореть еще быстрее. Хайнеман также выразил скептицизм по поводу другой теории, объясняющей это явление: реакция каким-то образом разделила водород и кислород во льду, а затем воспламенила их. В этом объяснении утверждается, что взрыв произошел из-за реакции высокотемпературного расплавленного алюминия с водой. Алюминий бурно реагирует с водой или паром при высоких температурах, выделяя водород и окисляясь в процессе. Скорость этой реакции и возгорание образующегося водорода могут легко объяснить взрыв подтвержденный. [52] Этот процесс сродни взрывной реакции, вызванной попаданием металлического калия в воду.

См. Также [ править ]

  • АЛИСА (топливо)
  • Химическая реакция  - процесс, который приводит к взаимному превращению химических веществ.
  • Термическое копье  - инструмент, который режет материалы путем прожигания в присутствии высокой концентрации кислорода.

Ссылки [ править ]

  1. ^ Уэллс, Джон С. (1990). Словарь произношения Longman . Харлоу, Англия: Лонгман. п. 715. ISBN 978-0-582-05383-0. запись "термит"
  2. ^ Kosanke, K; Kosanke, B.J; Фон Мальтиц, я; Стурман, Б; Симидзу, Т; Wilson, M.A; Кубота, Н; Дженнингс-Уайт, К; Чепмен, Д. (декабрь 2004 г.). Пиротехническая химия - Google Книги . ISBN 978-1-889526-15-7. Проверено 15 сентября 2009 года .
  3. ^ «Демо-лаборатория: термитная реакция» . Ilpi.com . Проверено 11 октября 2011 года .
  4. ^ "Недорогое производство наноструктурированных супертермитов" . Navysbir.com . Проверено 12 октября 2011 года .
  5. ^ Фоули, Тимоти; Пачеко, Адам; Малчи, Джонатан; Йеттер, Ричард; Хига, Кельвин (2007). «Разработка нанотермитных композитов с переменными порогами зажигания электростатического разряда». Топливо, взрывчатые вещества, пиротехника . 32 (6): 431. DOI : 10.1002 / prep.200700273 . ОСТИ 1454970 . 
  6. ^ "Реакционная кинетика и термодинамика нанотермитных пропеллентов" . Ci.confex.com . Проверено 15 сентября 2009 года .
  7. ^ Апперсон, S .; Шенде, RV; Subramanian, S .; Tappmeyer, D .; Gangopadhyay, S .; Chen, Z .; Gangopadhyay, K .; Redner, P .; и другие. (2007). «Генерация быстро распространяющегося горения и ударных волн с помощью композитов оксид меди / нанотермит алюминия» (PDF) . Письма по прикладной физике . 91 (24): 243109. Bibcode : 2007ApPhL..91x3109A . DOI : 10.1063 / 1.2787972 . hdl : 10355/8197 .
  8. ↑ Goldschmidt, H. (13 марта 1895 г.) «Verfahren zur Herstellung von Metallen oder Metalloiden oder Legierungen derselben» (Процесс производства металлов или металлоидов или их сплавов), Патент Deutsche Reichs No. 96317.
  9. ^ Гольдшмидт, Ганс ; Вотен, Клод (30 июня 1898 г.). «Алюминий как нагревательный и восстанавливающий агент» (PDF) . Журнал Общества химической промышленности . 6 (17): 543–545. Архивировано из оригинального (PDF) 15 июля 2011 года . Проверено 12 октября 2011 года .
  10. ^ "Goldschmidt-Thermit-Group" . Goldschmidt-thermit.com. Архивировано из оригинала 5 апреля 2012 года . Проверено 12 октября 2011 года .
  11. ^ «Термитные бомбы, используемые для поджигания» . Журнал Милуоки. 1 декабря 1939 . Проверено 13 октября 2011 года . (мертвая ссылка 25 апреля 2020 г.)
  12. ^ "Что это означает: термитная бомбардировка" . The Florence Times. 31 августа 1940 . Проверено 12 октября 2011 года .
  13. ^ «Водород не мог вызвать пламенный конец Гинденбурга» . Нью-Йорк Таймс . 6 мая 1997 . Проверено 12 октября 2011 года .
  14. ^ a b c d e "Термит" . Удивительный Rust.com. 7 февраля 2001 года Архивировано из оригинала 7 июля 2011 года . Проверено 12 октября 2011 года .
  15. Перейти ↑ Koch, Ernst-Christian (2002). «Металл-фторуглерод-пиролант: III. Разработка и применение магния / тефлона / витона (MTV)». Топливо, взрывчатые вещества, пиротехника . 27 (5): 262–266. DOI : 10.1002 / 1521-4087 (200211) 27: 5 <262 :: АИД-PREP262> 3.0.CO; 2-8 .
  16. ^ Королевское химическое общество. «Сжигание магния в сухом льду» - через YouTube.
  17. ^ Swanson, Дарен (21 декабря 2007). «Метод создания бриллиантов» . www.EnviroDiamond.com . Дарен Суонсон.
  18. ^ «Цены на сырьевые товары» . IndexMundi . Проверено 12 февраля 2015 года .
  19. ^ Гранье, JJ; Plantier, KB; Пантойя, ML (2004). «Роль пассивирующей оболочки Al 2 O 3, окружающей наночастицы Al в синтезе NiAl с помощью горения». Журнал материаловедения . 39 (21): 6421. Bibcode : 2004JMatS..39.6421G . DOI : 10,1023 / Б: JMSC.0000044879.63364.b3 . S2CID 137141668 . 
  20. ^ Wohletz, Кеннет (2002). «Взаимодействие воды и магмы: некоторые теории и эксперименты по образованию пеперита» . Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 114 (1–2): 19–35. Bibcode : 2002JVGR..114 ... 19W . DOI : 10.1016 / S0377-0273 (01) 00280-3 .
  21. ↑ Сара Лайалл (27 октября 2006 г.). «Камеры ловят стремительных британцев и много горя» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 12 октября 2011 года .
  22. ^ a b c К. Косанке; Би Джей Косанке; И. фон Мальтиц; Б. Стурман; Т. Симидзу; М.А. Уилсон; Н. Кубота; К. Дженнингс-Уайт; Д. Чепмен (декабрь 2004 г.). Пиротехническая химия . Журнал пиротехники. стр. 126–. ISBN 978-1-889526-15-7. Проверено 9 января 2012 года .
  23. ^ "Марганцевый термит на основе оксида марганца (II)" . Развитие вашего присутствия в сети. 10 июля 2008 . Проверено 7 декабря 2011 года .
  24. ^ Гупта, Чиранджиб Кумар (2006). Химическая металлургия: принципы и практика . Джон Вили и сыновья. С. 387–. ISBN 978-3-527-60525-5.
  25. ^ Elshenawy, Укротитель; Солиман, Салах; Хавасс, Ахмед (октябрь 2017 г.). «Термитная смесь высокой плотности для обезвреживания кумулятивных боеприпасов» . Оборонные технологии . 13 (5): 376–379. DOI : 10.1016 / j.dt.2017.03.005 .
  26. ^ https://empi-inc.com/tec-torch/ [ требуется полная ссылка ]
  27. ^ а б в https://www.osti.gov/servlets/purl/372665
  28. ^ "Термит" . PyroGuide. 3 марта 2011 . Проверено 6 декабря 2011 года .
  29. ^ "HTS> Новости" . Hts.asminternational.org. 1 августа 2011 . Проверено 6 декабря 2011 года .
  30. ^ "Экспериментальная Ракетная площадка Ричарда Накки" . Nakka-rocketry.net . Проверено 12 октября 2011 года .
  31. ^ «Мир сегодня - угроза безопасности Virgin Blue» . Abc.net.au. 23 сентября 2004 . Проверено 12 октября 2011 года .
  32. ↑ Грей, Теодор (19 августа 2004 г.). «Изготовление стали из пляжного песка | Популярная наука» . Popsci.com . Проверено 12 октября 2011 года .
  33. ^ "Паспорт безопасности материала зажигалки Flints Ferro Cerrium" (PDF) . shurlite.com. 21 сентября 2010 . Проверено 22 января 2012 года .
  34. ^ Джеффус, Ларри (2012). Принципы и применения сварки (7-е изд.). Клифтон-Парк, штат Нью-Йорк: обучение Delmar Cengage. п. 744. ISBN 978-1111039172.
  35. ^ "Papers Past - Star - 15 ноября 1906 - НОВЫЙ ПРОЦЕСС СВАРКИ" . Paperspast.natlib.govt.nz. 15 ноября 1906 . Проверено 12 октября 2011 года .
  36. ^ "Сколько способов сваривать металл?" . Евгений Регистр-Страж . 8 декабря 1987 . Проверено 12 октября 2011 года .
  37. ^ Чен, Y; Лоуренс, Ф.В.; Баркан, CPL; Данциг, Дж. А. (24 октября 2006 г.). «Моделирование теплопередачи при термитной сварке рельсов». Труды Института инженеров-механиков, Часть F: Журнал железнодорожного транспорта и скоростного транспорта . 220 (3): 207–217. CiteSeerX 10.1.1.540.9423 . DOI : 10.1243 / 09544097F01505 . S2CID 17438646 .  
  38. ^ Чен, Y; Лоуренс, Ф.В.; Баркан, CPL; Данциг, Дж. А. (14 декабря 2006 г.). «Образование сварных дефектов в рельсовых термитных швах». Труды Института инженеров-механиков, Часть F: Журнал железнодорожного транспорта и скоростного транспорта . 220 (4): 373–384. CiteSeerX 10.1.1.501.2867 . DOI : 10.1243 / 0954409JRRT44 . S2CID 16624977 .  
  39. ^ «Укрепление конструкции пути для больших нагрузок на ось: укрепление инфраструктуры пути обеспечивает еще один метод решения постоянно увеличивающейся грузоподъемности вагонов. (TTCI R&D)» . Деловые новости Голиафа. 1 сентября 2002 . Проверено 12 октября 2011 года .
  40. ^ Патент США 2830894 , Spedding , Frank H .; Вильгельм, Харли А. и Келлер, Уэйн Х., «Производство урана», выпущенный в 1958 году, передан Комиссии по атомной энергии США. 
  41. ^ "Гранаты и пиротехнические сигналы. Полевое руководство № 23-30" (PDF) . Департамент армии. 27 декабря 1988 года. Архивировано 19 января 2012 года. CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )
  42. ↑ Пайк, Джон (27 декабря 1988 г.). «Ручная зажигательная граната АН-М14 ТН3» . Globalsecurity.org . Проверено 12 октября 2011 года .
  43. ^ Коллинз, Эрик S .; Pantoya, Michelle L .; Дэниелс, Майкл А .; Прентис, Дэниел Дж .; Штеффлер, Эрик Д .; Д'Арш, Стивен П. (15 марта 2012 г.). "Анализ теплового потока реагирующего термитного распыления, падающего на подложку". Энергия и топливо . 26 (3): 1621–1628. DOI : 10.1021 / ef201954d .
  44. ^ a b c Патент США 5698812 , Сонг, Юджин, «Устройство для разрушения термитов », выдан в 1997 г., назначен министру армии США. 
  45. ^ "ВТОРЖЕНИЕ, ГЛАВА 9 ОРУЖИЕ ПУАНТ-ДЮ-ХОК" . Pqasb.pqarchiver.com. 29 мая 1994 . Проверено 12 октября 2011 года .
  46. ↑ Бойл, Хэл (26 ноября 1941 г.). "Капрал рассказывает об убийстве пленников янки" . Ellensburg Daily Record . Проверено 12 октября 2011 года .
  47. ^ Noderer, ER (30 августа 1940). «Архивы: Чикаго Трибьюн» . Pqasb.pqarchiver.com . Проверено 12 октября 2011 года .
  48. ^ «Горькие бои в Ливии» . Индийский экспресс . 25 ноября 1941 . Проверено 12 октября 2011 года .
  49. ^ «Огненный шар из алюминия и шлифовальной пыли» . Hanford.gov. 21 сентября 2001 года Архивировано из оригинала 25 ноября 2007 года . Проверено 15 сентября 2009 года .
  50. ^ «Сделайте термит из оксида железа и алюминия» . www.skylighter.com . Проверено 27 января 2017 года .
  51. ↑ Шварц, Джон (21 ноября 2006 г.). "Лучшее научное шоу на телевидении?" . Nytimes.com . Проверено 11 октября 2011 года .
  52. ^ "Взрывы расплавленного металла" (PDF) . Современный Media Communications Ltd . Проверено 15 марта 2012 года .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Л.Л. Ван, З.А. Мунир, Ю.М. Максимов (1993). «Термитные реакции: их использование в синтезе и обработке материалов». Журнал материаловедения . 28 (14): 3693–3708. Bibcode : 1993JMatS..28.3693W . DOI : 10.1007 / BF00353167 . S2CID  96981164 .
  • М. Бекерт (2002). «Ганс Гольдшмидт и алюминотермия». Schweissen und Schneiden . 54 (9): 522–526.

Внешние ссылки [ править ]

  • Термитные изображения и видео (включая экзотический термит)
  • Видео - литье стали термитом
  • «Процесс Гольдшмидта»  . Энциклопедия Американа . 1920 г.