✖


Jump to content

Термит

(Перенаправлено из реакции Гольдшмидта )
Не путать с термитами , терматами или термалитами .
Эта статья о легковоспламеняющихся материалах. Чтобы узнать о персонаже комиксов, см. Термит (комиксы) . О взрывном устройстве с таким же названием см. Зажигательная граната .

Термитная смесь с использованием оксида железа (III).

Термит ( / ˈ θ ɜːr m aɪ t / ) [1] представляет собой пиротехническую композицию из металлического порошка и оксида металла . При воспламенении от тепла или химической реакции термит подвергается экзотермической окислительно-восстановительной (окислительно-восстановительной) реакции. Большинство сортов не взрывоопасны, но могут создавать кратковременные всплески тепла и высокую температуру на небольшой площади. Его форма действия аналогична действию других топливно-окислительных смесей, например дымного пороха .

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 оксид висмута(III) , оксид бора(III) , оксид кремния(IV) , оксид хрома(III) , оксид марганца(IV) , оксид железа(III) , оксид железа(II,III) , медь(II). оксид и оксид свинца(II,IV) . [2] В термохимическом обзоре, включавшем двадцать пять металлов и тридцать два оксида металла, 288 из 800 бинарных соединений характеризовались адиабатическими температурами выше 2000 К. [3] Подобные комбинации, обладающие термодинамическим потенциалом создания очень высоких температур, либо уже известны как реакционноспособные, либо представляют собой вероятные термитные системы.

Реакция, также называемая процессом Гольдшмидта , используется для термитной сварки , часто используемой для соединения железнодорожных путей . Термиты также использовались при очистке металлов, выводе из строя боеприпасов и в зажигательном оружии . Некоторые термитоподобные смеси используются в качестве пиротехнических инициаторов в фейерверках .

Химические реакции

[ редактировать ]
Термитная реакция с использованием оксида железа (III). Искры, летящие наружу, представляют собой шарики расплавленного железа, оставляющие за собой дым.

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

Fe 2 O 3 + 2 Al → 2 Fe + Al 2 O 3

Продукция: оксид алюминия , элементарное железо , [4] и большое количество тепла . Реагенты обычно измельчают в порошок и смешивают со связующим, чтобы сохранить материал в твердом состоянии и предотвратить разделение.

Для получения данного металла в его элементарной форме можно использовать оксиды других металлов, например оксид хрома. Например, термитная реакция меди с использованием оксида меди и элементарного алюминия может использоваться для создания электрических соединений в процессе, называемом кад-сваркой , в результате которого образуется элементарная медь (она может реагировать бурно):

3 CuO + 2 Al → 3 Cu + Al 2 O 3

Термиты с наноразмерными частицами описываются различными терминами, такими как метастабильные межмолекулярные композиты, супертермит, [5] нано-термит , [6] и нанокомпозитные энергетические материалы. [7] [8] [9]

История

[ редактировать ]

Термитная ( нем . Thermit ) реакция была открыта в 1893 году и запатентована в 1895 году немецким химиком Гансом Гольдшмидтом . [10] [11] Следовательно, реакцию иногда называют «реакцией Гольдшмидта» или «процессом Гольдшмидта». Гольдшмидт изначально был заинтересован в производстве очень чистых металлов, избегая использования углерода при плавке , но вскоре он обнаружил ценность термита в сварке . [12]

Первым коммерческим применением термита стала сварка трамвайных путей в Эссене в 1899 году. [13]

Типы

[ редактировать ]
Термитная реакция происходит на чугунной сковороде.

Красный оксид железа(III) (Fe 2 O 3 , широко известный как ржавчина ) является наиболее распространенным оксидом железа, используемым в термитах. [14] [15] [16] Черный оксид железа(II,III) (Fe 3 O 4 , магнетит ) также подойдет. [17] Иногда используются и другие оксиды, такие как MnO 2 в марганцевом термите, Cr 2 O 3 в термитах хрома, SiO 2 (кварц) в термитах кремния или оксид меди(II) в термитах меди, но только для специальных целей. [17] Во всех этих примерах в качестве химически активного металла используется алюминий. Фторполимеры могут использоваться в специальных составах, тефлон относительно распространенным примером является с магнием или алюминием. Магний/Тефлон/Витон – еще один пиролант этого типа. [18]

Комбинации сухого льда (замороженного диоксида углерода) и восстановителей, таких как магний, алюминий и бор, вступают в ту же химическую реакцию, что и традиционные термитные смеси, образуя оксиды металлов и углерод. Несмотря на очень низкую температуру термитной смеси сухого льда, такая система способна воспламениться пламенем. [19] Когда ингредиенты мелко измельчены, заключены в трубу и вооружены, как традиционное взрывчатое вещество, этот криотермит способен детонировать, и часть углерода, высвободившегося в результате реакции, появляется в форме алмаза . [20]

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

  • Он образует пассивирующий слой, что делает обращение с ним более безопасным, чем со многими другими химически активными металлами. [21]
  • Его относительно низкая температура плавления (660 °С) означает, что металл легко плавится, поэтому реакция может происходить преимущественно в жидкой фазе, поэтому она 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 обычна среди переходных металлов (например, железо и медь кипят при 2887 и 2582°С соответственно), но особенно необычна среди высокореактивных металлов (ср. магний и натрий , которые кипят при 1090 и 883°С). С соответственно).
  • Кроме того, низкая плотность оксида алюминия, образующегося в результате реакции, имеет тенденцию оставлять его плавающим на полученном 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 выходят в виде жидкостей из-за достигнутых высоких температур (до 2500 ° C (4532 ° F) с оксидом железа (III)), хотя фактическая достигнутая температура зависит от того, насколько быстро тепло может уйти в окружающую среду. Термит содержит собственный запас 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, пока он влажный, и его нелегко потушить водой, хотя достаточное количество воды для отвода достаточного тепла может остановить реакцию. [22] Небольшие количества воды кипятят, не дойдя до реакции. Несмотря на это, термит используется для сварки под водой . [23]

Термиты характеризуются практически полным отсутствием газовыделения при горении, высокой температурой реакции и образованием расплавленного шлака . Топливо должно иметь высокую теплоту сгорания и выделять оксиды с низкой температурой плавления и высокой температурой кипения. Окислитель должен содержать не менее 25 % кислорода, иметь высокую плотность, низкую теплоту образования, давать металл с низкой температурой плавления и высокой температурой кипения (чтобы выделяющаяся энергия не расходовалась на испарение продуктов реакции). Органические связующие могут быть добавлены в композицию для улучшения ее механических свойств, но они имеют тенденцию образовывать продукты эндотермического разложения, вызывающие некоторую потерю тепла реакции и выделение газов. [24]

Температура, достигнутая во время реакции, определяет результат. В идеальном случае в результате реакции образуется хорошо разделенный расплав металла и шлака. Для этого температура должна быть достаточно высокой, чтобы расплавить оба продукта реакции, образующийся металл и оксид топлива. Слишком низкая температура приводит к образованию смеси спеченного металла и шлака; слишком высокая температура (выше точки кипения любого реагента или продукта) приводит к быстрому выделению газа, рассеивающему горящую реакционную смесь, иногда с эффектами, подобными маломощному взрыву. В составах, предназначенных для получения металла алюминотермической реакцией , этим эффектам можно противодействовать. Слишком низкую температуру реакции (например, при получении кремния из песка) можно повысить добавлением подходящего окислителя (например, серы в композициях алюминий-сера-песок); слишком высокую температуру можно снизить, используя подходящую охлаждающую жидкость и/или шлаковый флюс . Флюсом, часто используемым в любительских составах, является фторид кальция , так как он вступает в реакцию лишь минимально, имеет относительно низкую температуру плавления, низкую вязкость расплава при высоких температурах (следовательно, повышает текучесть шлака) и образует эвтектику с глиноземом. Однако слишком большое количество флюса разбавляет реагенты до такой степени, что они не могут поддерживать горение. Тип оксида металла также оказывает существенное влияние на количество производимой энергии; чем выше содержание оксида, тем выше количество производимой энергии. Хорошим примером является разница между оксид марганца(IV) и оксид марганца(II) , где первый производит слишком высокую температуру, а второй едва способен поддерживать горение; для достижения хороших результатов можно использовать смесь с правильным соотношением обоих оксидов. [25]

Скорость реакции также можно регулировать с помощью размера частиц; более крупные частицы горят медленнее, чем более мелкие. Эффект более выражен, когда частицы требуют нагрева до более высокой температуры, чтобы начать реакцию. Этот эффект доведен до крайности с помощью нанотермитов .

Температуру, достигаемую в реакции в адиабатических условиях , когда тепло не теряется в окружающую среду, можно оценить с помощью закона Гесса – рассчитав энергию, выделяемую самой реакцией (вычитая энтальпию реагентов из энтальпии продуктов) и вычитание энергии, затраченной на нагрев продуктов (из их удельной теплоемкости, когда материалы меняют только температуру, и их энтальпии плавления и, в конечном итоге, энтальпии испарения , когда материалы плавятся или кипят). 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 адиабатическому состоянию она протекает и тем выше достигается температура. [26]

Железный термит

[ редактировать ]

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 позволяет значительно улучшить легкость воспламенения. Плотность приготовленного термита часто составляет всего 0,7 г/см. 3 . Это, в свою очередь, приводит к относительно низкой плотности энергии (около 3 кДж/см). 3 ), быстрое время горения и разбрызгивание расплавленного железа из-за расширения захваченного воздуха. Термит можно прессовать до плотности до 4,9 г/см. 3 (почти 16 кДж/см 3 ) с медленной скоростью горения (около 1 см/с). Прессованный термит имеет более высокую плавящую способность, т. е. он может расплавить стальную чашку там, где термит низкой плотности не справился бы. [27] Железный термит с добавками или без них можно прессовать в режущие устройства, имеющие термостойкий корпус и сопло. [28] Кислородно-сбалансированный термит железа 2Al + Fe 2 O 3 имеет теоретическую максимальную плотность 4,175 г/см. 3 температура адиабатического горения 3135 К, или 2862 °С, или 5183 °F (с учетом фазовых переходов , ограниченных железом, которое кипит при 3135 К), оксид алюминия (кратковременно) расплавлен, а полученное железо в основном жидкое с частью в газообразном виде — на кг термита выделяется 78,4 г паров железа. Энергетическая ценность составляет 945,4 кал/г (3 956 Дж/г). Плотность энергии составляет 16 516 Дж/см. 3 . [29]

В исходной смеси, согласно изобретению, использовался оксид железа в виде прокатной окалины . Состав было очень трудно воспламенить. [24]

Медный термит

[ редактировать ]

Медный термит можно получить, используя либо оксид меди(I) (Cu 2 O, красный), либо оксид меди(II) (CuO, черный). Скорость горения имеет тенденцию быть очень высокой, а температура плавления меди относительно низкой, поэтому в результате реакции образуется значительное количество расплавленной меди за очень короткое время. Реакции термита меди(II) могут быть настолько быстрыми, что их можно рассматривать как разновидность мгновенного порошка . Может произойти взрыв, который разнесет брызги капель меди на значительные расстояния. [30] Кислородно-сбалансированная смесь имеет теоретическую максимальную плотность 5,109 г/см. 3 , температура адиабатического пламени 2843 К (включая фазовые переходы), при этом оксид алюминия находится в расплавленном состоянии, а медь - как в жидкой, так и в газообразной форме; На кг этого термита выделяется 343 г паров меди. Энергетическая ценность составляет 974 кал/г. [29]

Термит меди(I) находит промышленное применение, например, при сварке толстых медных проводников ( кад-сварка ). Этот вид сварки также оценивается для сращивания кабелей на флоте ВМС США для использования в сильноточных системах, например, в электрических силовых установках. [31] Кислородно-сбалансированная смесь имеет теоретическую максимальную плотность 5,280 г/см. 3 , температура адиабатического пламени 2843 К (включая фазовые переходы) при расплавленном оксиде алюминия и меди в жидкой и газообразной форме; На кг этого термита образуется 77,6 г паров меди. Энергетическая ценность составляет 575,5 кал/г. [29]

Терматы

[ редактировать ]
Основная статья: Термат

Терматный состав представляет собой термит, обогащенный окислителем на основе солей (обычно нитратами, например нитратом бария , или пероксидами). В отличие от термитов, терматы горят с выделением пламени и газов. Наличие окислителя облегчает воспламенение смеси и улучшает проникновение горящего состава в мишень, так как выделяющийся газ выбрасывает расплавленный шлак и обеспечивает механическое перемешивание. [24] Этот механизм делает термат более подходящим, чем термит, для зажигательных целей и для аварийного уничтожения чувствительного оборудования (например, криптографических устройств), поскольку эффект термита более локализован. [ нужна ссылка ]

Зажигание

[ редактировать ]
Термитная реакция с использованием оксида железа (III)

Металлы при правильных условиях горят в процессе, аналогичном горению дерева или бензина. Фактически, ржавчина является результатом окисления стали или железа очень медленного . Термитная реакция возникает, когда правильные смеси металлического топлива соединяются и воспламеняются. Само воспламенение требует чрезвычайно высоких температур. [32]

Для воспламенения термитной реакции обычно требуется бенгальский огонь или легкодоступная магниевая лента, но могут потребоваться постоянные усилия, поскольку воспламенение может быть ненадежным и непредсказуемым. Эти температуры не могут быть достигнуты с помощью обычных на дымном порохе взрывателей , нитроцеллюлозных стержней, детонаторов , пиротехнических инициаторов или других распространенных воспламеняющихся веществ. [17] Даже когда термит достаточно горячий, чтобы светиться ярко-красным светом, он не воспламеняется, так как имеет очень высокую температуру воспламенения. [33] Запустить реакцию можно с помощью пропановой горелки, если все сделано правильно. [34]

полоски металлического магния используют Часто в качестве предохранителей . Поскольку металлы горят без выделения охлаждающих газов, они потенциально могут гореть при чрезвычайно высоких температурах. Реактивные металлы, такие как магний, могут легко достигать температур, достаточно высоких для термитного воспламенения. Зажигание магнием остается популярным среди пользователей термитов-любителей, главным образом потому, что его легко получить. [17] но кусок горящей полосы может отвалиться в смесь, что приведет к преждевременному возгоранию. [ нужна ссылка ]

реакция перманганата калия с глицерином или этиленгликолем Альтернативой магниевому методу является . Когда эти два вещества смешиваются, начинается самопроизвольная реакция, медленно повышающая температуру смеси, пока не образуется пламя. Теплоты, выделяющейся при окислении глицерина, достаточно, чтобы инициировать термитную реакцию. [17]

Помимо зажигания магнием, некоторые любители также предпочитают использовать бенгальские огни для зажигания термитной смеси. [35] Они достигают необходимой температуры и обеспечивают достаточно времени, прежде чем точка горения достигнет образца. [36] Это может быть опасный метод, так как железные искры , как и магниевые полоски, горят при тысячах градусов и могут воспламенить термит, хотя сам бенгальский огонь с ним не контактирует. Особенно опасно это при работе с мелкоизмельченным термитом. [ нужна ссылка ]

Головки спичек горят достаточно сильно, чтобы воспламенить термит. Возможно использование спичечных головок, покрытых алюминиевой фольгой, и достаточно длинной вискозиметровой/электрической спички, ведущей к спичечным головкам. [ нужна ссылка ]

Точно так же мелкоизмельченный термит можно зажечь кремневой искровой зажигалкой , поскольку искры горят металлом (в данном случае высокореактивными редкоземельными металлами лантаном и церием ). [37] Поэтому небезопасно зажигать зажигалку рядом с термитом. [ нужна ссылка ]

Гражданское использование

[ редактировать ]
Термитная реакция, протекающая при сварке железнодорожных путей: вскоре после этого жидкий чугун течет в форму вокруг зазора рельса.
Остатки керамических форм для термитной сварки, подобных этой, оставленные железнодорожными рабочими возле трамвайной станции Årstafältet в Стокгольме, Швеция, иногда можно найти вдоль путей.

Термитные реакции имеют множество применений. Это не взрывчатка; вместо этого он действует, подвергая очень небольшую площадь воздействию чрезвычайно высоких температур. Интенсивное тепло, сфокусированное на небольшом пятне, можно использовать для разрезания металла или сварки металлических компонентов вместе как путем плавления металла из компонентов, так и путем впрыскивания расплавленного металла в результате самой термитной реакции. [ нужна ссылка ]

Термит можно использовать для ремонта путем сварки на месте толстых стальных секций, таких как локомотивов рамы , где ремонт может осуществляться без снятия детали с установленного места. [38]

Термит можно использовать для быстрой резки или сварки стали, например железнодорожных путей , без необходимости сложного или тяжелого оборудования. [39] [40] Однако в таких сварных соединениях часто присутствуют такие дефекты, как шлаковые включения и пустоты (отверстия), поэтому для успешного проведения процесса необходима большая осторожность. Численный анализ термитной сварки рельсов аналогичен анализу охлаждения отливки. Как этот анализ методом конечных элементов , так и экспериментальный анализ сварных швов термитных рельсов показали, что сварной зазор является наиболее влиятельным параметром, влияющим на образование дефектов. [41] Было показано, что увеличение сварочного зазора уменьшает образование усадочных полостей и дефектов холодной сварки внахлест , а увеличение температуры предварительного нагрева и термита еще больше уменьшает эти дефекты. Однако уменьшение этих дефектов способствует возникновению второй формы дефектов: микропористости. [42] Необходимо также позаботиться о том, чтобы рельсы оставались прямыми и не приводили к образованию провисающих стыков, которые могут вызвать износ на высоких скоростях и тяжелых осевых линиях нагрузки. [43] Исследования по повышению твердости термитных сварных швов для ремонта гусениц позволили улучшить твердость, чтобы она стала больше сравнима с исходными гусеницами, сохранив при этом их портативность. [44]

Поскольку реакция термита является окислительно-восстановительной и экологически чистой, его начали использовать для герметизации нефтяных скважин вместо использования бетона. Хотя термит обычно находится в порошкообразном состоянии, разбавленная смесь может уменьшить повреждение окружающей среды во время процесса, хотя слишком большое количество оксида алюминия может повредить целостность уплотнения. [45] [46] Для расплавления пластика модельной трубки потребовалась более высокая концентрация смеси, что сделало ее подходящей смесью. [47] Другие эксперименты были проведены для моделирования теплового потока уплотнения скважины с целью прогнозирования температуры на поверхности уплотнения с течением времени. [48]

Термитная реакция, используемая для очистки руд некоторых металлов, называется Термитный процесс или алюминотермическая реакция. 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 . [49]

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

Военное использование

[ редактировать ]

Ручные термитные гранаты и заряды обычно используются вооруженными силами как для борьбы с материальными средствами , так и для частичного уничтожения техники, причем последнее широко распространено, когда нет времени для более безопасных или более тщательных методов. [50] [51] Например, термит можно использовать для экстренного уничтожения шифровальной техники, когда существует опасность ее захвата войсками противника. Поскольку стандартный железный термит трудно воспламеняется, горит практически без пламени и имеет небольшой радиус действия, стандартный термит редко применяется сам по себе в качестве зажигательного состава. В общем, увеличение объема газообразных продуктов реакции термитной смеси увеличивает скорость теплопередачи (и, следовательно, повреждение) этой конкретной термитной смеси. [52] Обычно его используют с другими ингредиентами, которые усиливают его зажигательный эффект. Thermate-TH3 представляет собой смесь термита и пиротехнических добавок, которые превосходят стандартный термит для зажигательных целей. [53] Его весовой состав обычно составляет около 68,7% термита, 29,0% нитрата бария , 2,0% серы и 0,3% связующего вещества (например, ПБАН ). [53] Добавление нитрата бария к термиту увеличивает его тепловой эффект, дает большее пламя и значительно снижает температуру воспламенения. [53] Хотя основным назначением Thermate-TH3 в вооруженных силах является использование в качестве зажигательного противотанкового оружия, его также можно использовать для сварки металлических компонентов.

Классическим военным применением термита является выведение из строя артиллерийских орудий, и он использовался для этой цели со времен Второй мировой войны, например, в Пуэнт-дю-Хок , Нормандия . [54] Термит может навсегда вывести из строя артиллерийские орудия без использования зарядов взрывчатого вещества, поэтому термит можно использовать, когда для операции необходима тишина. Это можно сделать, вставив в казенник одну или несколько вооруженных термитных гранат , а затем быстро закрыв его; это заваривает затвор и делает невозможным заряжание оружия. [55]

Во время Второй мировой войны в зажигательных бомбах как Германии, так и союзников использовались термитные смеси. [56] [57] Зажигательные бомбы обычно состояли из десятков тонких, наполненных термитом контейнеров ( бомб ), воспламеняющихся магниевым запалом. Зажигательные бомбы нанесли огромный ущерб во многих городах из-за пожаров, вызванных термитами. Особенно восприимчивыми были города, состоящие в основном из деревянных построек. Эти зажигательные бомбы применялись преимущественно во время ночных налетов авиации . Бомбовые прицелы нельзя было использовать ночью, что создавало необходимость использования боеприпасов, которые могли уничтожать цели без необходимости точного размещения.

Опасности

[ редактировать ]
Жестокие последствия термита

Использование термитов опасно из-за чрезвычайно высоких температур и чрезвычайной сложности подавления однажды начавшейся реакции. Небольшие струи расплавленного железа, выделяющегося в результате реакции, могут распространяться на значительные расстояния и плавиться сквозь 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 разбрызгивать перегретый кипящий металл в воздух, если находятся рядом с термитом. реакция. [ нужна ссылка ]

Если по каким-либо причинам термит загрязнен органикой, гидратированными оксидами и другими соединениями, способными выделять газы при нагревании или реакции с компонентами термита, продукты реакции могут распыляться. Более того, если термитная смесь содержит достаточно пустых пространств с воздухом и сгорает 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 выйти из зоны реакции.

Предварительный нагрев термита перед воспламенением можно легко осуществить случайно, например, выливая новую кучу термита на горячую, недавно зажженную кучу термитного шлака . При воспламенении предварительно нагретый термит может сгореть почти мгновенно, выделяя световую и тепловую энергию с гораздо большей скоростью, чем обычно, и вызывая ожоги и повреждения глаз на достаточно безопасном расстоянии. [ нужна ссылка ]

Термитная реакция может произойти случайно на промышленных объектах, 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. [58]

Смешивание воды с термитом или выливание воды на горящий термит может вызвать паровой взрыв , разбрызгивающий горячие осколки во всех направлениях. [59]

Основные ингредиенты термита также использовались благодаря своим индивидуальным качествам, в частности отражательной способности и теплоизоляции, в лакокрасочном покрытии или аэрозольном растворе для немецкого цеппелина «Гинденбург» , что, возможно, способствовало его огненному разрушению. Это была теория, выдвинутая бывшим НАСА ученым Аддисоном Бэйном , а затем протестированная в небольших масштабах научным реалити-шоу «Разрушители мифов» с полунеубедительными результатами (было доказано, что виной этому является не только термитная реакция, но и предположительно, это было сочетание этого и горения газообразного водорода , которым был заполнен корпус « Гинденбурга» ). [60] Программа «Разрушители мифов» также проверила достоверность найденного в Интернете видео, на котором некоторое количество термита в металлическом ведре загорелось, находясь на вершине нескольких глыб льда, что привело к внезапному взрыву. Им удалось подтвердить результаты, обнаружив огромные куски льда на расстоянии до 50 м от места взрыва. Соведущий Джейми Хайнеман термитной смеси предположил, что это произошло из-за распыления , возможно, в облаке пара, из-за чего она сгорела 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 при этом водород и окисляясь. Скорость этой реакции и воспламенение образующегося водорода легко могут объяснить подтвержденный взрыв. [61] Этот процесс сродни взрывной реакции, вызванной падением металлического калия в воду.

[ редактировать ]

В эпизоде ​​« Сделка без грубостей » криминального драматического телесериала « Во все тяжкие » Уолтер Уайт использует термит, чтобы прожечь замок безопасности, чтобы украсть бочку с метиламином с химического завода. [62]

В эпизоде ​​​​«Тесса» сериала « Ведьмы Мейфэра » охотники на ведьм обсуждают использование термита для сожжения ведьмы таким образом, чтобы не оставить костей.

См. также

[ редактировать ]
  • АЛИСА (топливо) – страницы ракетного топлива,
  • Термическое копье - термический инструмент, разрезающий плотные и тяжелые материалы.

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Уэллс, Джон К. (1990). Словарь произношения Лонгмана . Харлоу, Англия: Лонгман. п. 715. ИСБН  978-0-582-05383-0 . вход "термит"
  2. ^ Косанке, К; Косанке, Б.Дж.; Фон Мальтиц, я; Штурман, Б; Симидзу, Т; Уилсон, Массачусетс; Кубота, Н; Дженнингс-Уайт, К; Чепмен, Д. (декабрь 2004 г.). Пиротехническая химия — Google Книги . Журнал пиротехники, Incorporated. ISBN  978-1-889526-15-7 . Проверено 15 сентября 2009 г.
  3. ^ Шоу, Энтони Питер Гордон (5 июня 2020 г.). Термитная термодинамика: вычислительный обзор и комплексная интерпретация более 800 комбинаций металлов, металлоидов и оксидов . Бока-Ратон: CRC Press. п. 33. дои : 10.1201/9781351056625 . ISBN  978-1-351-05662-5 .
  4. ^ «Демо-лаборатория: Термитная реакция» . Ilpi.com . Проверено 11 октября 2011 г.
  5. ^ «Малозатратное производство наноструктурированных супертермитов» . Navysbir.com . Проверено 12 октября 2011 г.
  6. ^ Фоли, Тимоти; Пачеко, Адам; Малчи, Джонатан; Йеттер, Ричард; Хига, Кельвин (2007). «Разработка нанотермитных композитов с переменными порогами воспламенения электростатическим разрядом» . Пороха, взрывчатые вещества, пиротехника . 32 (6): 431. doi : 10.1002/prep.200700273 . ОСТИ   1454970 .
  7. ^ «Кинетика реакции и термодинамика нанотермитного топлива» . Ci.confex.com. Архивировано из оригинала 13 августа 2011 года . Проверено 15 сентября 2009 г.
  8. ^ Дрейзин, Е.Л.; Шениц, М. (2017). «Механохимически полученные реактивные и энергетические материалы: обзор» . Журнал материаловедения . 52 (20): 11789–11809. Бибкод : 2017JMatS..5211789D . дои : 10.1007/s10853-017-0912-1 . S2CID   136215486 .
  9. ^ Апперсон, С.; Шенде, Р.В.; Субраманиан, С.; Таппмейер, Д.; Гангопадхьяй, С.; Чен, З.; Гангопадхьяй, К.; Реднер, П.; и др. (2007). «Генерация быстро распространяющихся волн горения и ударных волн с помощью композитов нанотермита оксида меди и алюминия» (PDF) . Письма по прикладной физике . 91 (24): 243109. Бибкод : 2007ApPhL..91x3109A . дои : 10.1063/1.2787972 . hdl : 10355/8197 .
  10. ^ Гольдшмидт, Х. (13 марта 1895 г.) «Способ производства металлов, металлоидов или их сплавов», патент Германии № 96317.
  11. ^ «Термит, Британская энциклопедия» . www.britanica.com . 30 марта 2011 года . Проверено 14 августа 2022 г.
  12. ^ Гольдшмидт, Ганс ; Вотен, Клод (30 июня 1898 г.). «Алюминий как нагреватель и восстановитель» (PDF) . Журнал Общества химической промышленности . 6 (17): 543–545. Архивировано из оригинала (PDF) 15 июля 2011 года . Проверено 12 октября 2011 г.
  13. ^ «Гольдшмидт-Термит-Групп» . Goldschmidt-thermit.com. Архивировано из оригинала 5 апреля 2012 года . Проверено 12 октября 2011 г.
  14. ^ «Термитные бомбы, используемые для поджогов» . Милуоки Джорнал. 1 декабря 1939 года . Проверено 13 октября 2011 г. [ постоянная мертвая ссылка ] (неактивная ссылка 25 апреля 2020 г.)
  15. ^ «Что это значит: термитная бомбардировка» . Флоренс Таймс. 31 августа 1940 года . Проверено 12 октября 2011 г.
  16. ^ «Водород, возможно, не стал причиной огненного конца Гинденбурга» . Нью-Йорк Таймс . 6 мая 1997 года . Проверено 12 октября 2011 г.
  17. ^ Jump up to: а б с д и «Термит» . Удивительный Rust.com. 7 февраля 2001 года. Архивировано из оригинала 7 июля 2011 года . Проверено 12 октября 2011 г.
  18. ^ Кох, Эрнст-Кристиан (2002). «Металл-фторуглерод-пироланты: III. Разработка и применение магния/тефлона/витона (МТВ)». Метательные вещества, взрывчатые вещества, пиротехника . 27 (5): 262–266. doi : 10.1002/1521-4087(200211)27:5<262::AID-PREP262>3.0.CO;2-8 .
  19. ^ «Сжигание магния в сухом льду» . Королевское химическое общество. Архивировано из оригинала 11 декабря 2021 года — на YouTube.
  20. ^ Суонсон, Дарен (21 декабря 2007 г.). «Способ создания алмазов» . www.EnviroDiamond.com . Дарен Суонсон. Архивировано из оригинала 18 октября 2016 года . Проверено 17 октября 2016 г.
  21. ^ Гранье, Джей Джей; Плантье, КБ; Пантойя, МЛ (2004). «Роль пассивационной оболочки Al 2 O 3 , окружающей частицы нано-Al, в синтезе горением NiAl». Журнал материаловедения . 39 (21): 6421. Бибкод : 2004JMatS..39.6421G . дои : 10.1023/B:JMSC.0000044879.63364.b3 . S2CID   137141668 .
  22. ^ Волетц, Кеннет (2002). «Взаимодействие воды и магмы: некоторые теории и эксперименты по образованию пеперита» . Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 114 (1–2): 19–35. Бибкод : 2002JVGR..114...19W . дои : 10.1016/S0377-0273(01)00280-3 .
  23. ^ Сара Лайалл (27 октября 2006 г.). «Камеры фиксируют превышение скорости британцев и много горя» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 12 октября 2011 г.
  24. ^ Jump up to: а б с К. Косанке; Би Джей Косанке; И. фон Мальтиц; Б. Штурман; 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 г.
  25. ^ «Марганцевый термит на основе оксида марганца (II)» . Развитие вашего присутствия в сети. 10 июля 2008 года . Проверено 7 декабря 2011 г.
  26. ^ Гупта, Чиранджиб Кумар (2006). Химическая металлургия: принципы и практика . Джон Уайли и сыновья. стр. 387–. ISBN  978-3-527-60525-5 .
  27. ^ Эльшенави, Тамер; Солиман, Салах; Хавасс, Ахмед (октябрь 2017 г.). «Термитная смесь высокой плотности для обезвреживания кумулятивных боеприпасов» . Оборонные технологии . 13 (5): 376–379. дои : 10.1016/j.dt.2017.03.005 .
  28. ^ «TEC Torch - Energetic Materials & Products, Inc. - Центральный Техас» .
  29. ^ Jump up to: а б с Фишер, С.Х.; Грубелич, MC (август 1996 г.). Обзор горючих металлов, термитов и интерметаллидов для пиротехнического применения . 32. Совместная конференция и выставка AIAA/ASME/SAE/ASEE по двигательным установкам.
  30. ^ «Термит» . ПироГид. 3 марта 2011 года. Архивировано из оригинала 6 апреля 2012 года . Проверено 6 декабря 2011 г.
  31. ^ «HTS > Новость» . Hts.asminternational.org. 1 августа 2011 года . Проверено 6 декабря 2011 г.
  32. ^ Косанке, КЛ; Стурман, Барри Т.; Винокур, Роберт М.; Косанке, Би Джей (2012). Энциклопедический словарь по пиротехнике: (и смежные темы) . Журнал пиротехники. п. 1114. ИСБН  978-1-889526-21-8 .
  33. ^ Хельменстин, Энн Мари (8 декабря 2019 г.). «Как (безопасно) провести термитную реакцию» . МысльКо . Архивировано из оригинала 8 января 2023 года . Проверено 24 февраля 2023 г.
  34. ^ Накка, Ричард (2 мая 2007 г.). «Экспериментальный ракетный полигон Ричарда Накки» . Накка-rocketry.net . Проверено 12 октября 2011 г.
  35. ^ Хардакер, Дэвид (23 сентября 2004 г.). «Мир сегодня – опасения по поводу безопасности Virgin Blue» . Abc.net.au. Архивировано из оригинала 15 января 2005 года . Проверено 12 октября 2011 г.
  36. ^ Грей, Теодор (19 августа 2004 г.). «Изготовление стали из пляжного песка | Популярная наука» . Popsci.com. Архивировано из оригинала 8 сентября 2012 года . Проверено 12 октября 2011 г.
  37. ^ Шурлите (21 сентября 2010 г.). «Паспорт безопасности материала для зажигалок Flints, ферроцерий» (PDF) . shurlite.com. Архивировано из оригинала (PDF) 24 августа 2015 года . Проверено 22 января 2012 г.
  38. ^ Джеффус, Ларри (2012). Принципы и применение сварки (7-е изд.). Клифтон-Парк, Нью-Йорк: Обучение Делмара Сенгеджа. п. 744. ИСБН  978-1111039172 .
  39. ^ «Документы прошлого — Звезда — 15 ноября 1906 г. — НОВЫЙ ПРОЦЕСС СВАРКИ» . Paperspast.natlib.govt.nz. 15 ноября 1906 года . Проверено 12 октября 2011 г.
  40. ^ «Сколько способов сварки металла?» . Евгений Регистр-охранник . 8 декабря 1987 года . Проверено 12 октября 2011 г.
  41. ^ Чен, Ю; Лоуренс, Ф.В.; Баркан, CPL; Данциг, JA (24 октября 2006 г.). «Моделирование теплопередачи при термитной сварке рельсов». Труды Института инженеров-механиков, Часть F: Журнал железнодорожного и скоростного транспорта . 220 (3): 207–217. CiteSeerX   10.1.1.540.9423 . дои : 10.1243/09544097F01505 . S2CID   17438646 .
  42. ^ Чен, Ю; Лоуренс, Ф.В.; Баркан, CPL; Данциг, JA (14 декабря 2006 г.). «Образование сварочных дефектов в термитных швах рельсов». Труды Института инженеров-механиков, Часть F: Журнал железнодорожного и скоростного транспорта . 220 (4): 373–384. CiteSeerX   10.1.1.501.2867 . дои : 10.1243/0954409JRRT44 . S2CID   16624977 .
  43. ^ «Усиление путевой конструкции для тяжелых осевых нагрузок: усиление путевой инфраструктуры обеспечивает еще один метод борьбы с постоянно растущей грузоподъемностью вагонов. (TTCI R&D)» . Деловые новости Голиафа. 1 сентября 2002 года . Проверено 12 октября 2011 г.
  44. ^ Оо, Хейн Зау; Муангджунбури, Прапас (март 2023 г.). «Улучшение микроструктуры и твердости зоны размягчения при ЗТВ термитной сварки поверхности катания рельсов» . Материалы сегодня Коммуникации . 34 : 105485. doi : 10.1016/j.mtcomm.2023.105485 .
  45. ^ Де Соуза, Кесиани М.; де Лемос, Марсело Дж.С. (май 2023 г.). «Расширенное одномерное моделирование термитной реакции при термической пробке и ликвидации нефтяных скважин» . Международный журнал тепломассообмена . 205 : 123913. doi : 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2023.123913 .
  46. ^ Де Соуза, Кесиани М.; де Лемос, Марсело Дж.С.; РИБЕЙРО, Роберта душ Р.; МАРИН, Ана М.Г.; МАРТИНС, Пауло Г.К.; Гувеа, Леонардо Х. (март 2024 г.). «Экспериментальное исследование термитных реакций Al-Fe2O3 при ликвидации термической пробки и нефтяных скважин» . Геоэнергетическая наука и инженерия . 234 : 212620. doi : 10.1016/j.geoen.2023.212620 .
  47. ^ Пенья, Фабрисио Х.К.; де Соуза, Кесиани М.; де Лемос, Марсело Дж.С. (декабрь 2023 г.). «Термическое поведение алюминотермической термитной реакции для применения при термической герметизации нефтяных скважин» . Международные сообщения в области тепломассообмена . 149 : 107113. doi : 10.1016/j.icheatmasstransfer.2023.107113 .
  48. ^ Дурадо да Силва, Родриго Дж.; Магальяйнс, Элисан С.; Пирес, Луис Карлос М. (ноябрь 2023 г.). «Оценка тепловложения в термитную реакцию для инновационных методов закупоривания и ликвидации ствола скважины» . Международные сообщения в области тепломассообмена . 148 : 107071. doi : 10.1016/j.icheatmasstransfer.2023.107071 .
  49. ^ патент США 2830894 , Спеддинг, Фрэнк Х.; Вильгельм, Харли А. и Келлер, Уэйн Х., «Производство урана», выпущено в 1958 году и передано Комиссии по атомной энергии США .  
  50. ^ «Гранаты и пиротехнические сигналы. Полевой устав № 23-30» (PDF) . Департамент армии. 27 декабря 1988 года. Архивировано из оригинала 19 января 2012 года. {{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )
  51. ^ «Ручная зажигательная граната АН-М14 ТН3» . Сеть военного анализа . Федерация американских ученых . Проверено 2 октября 2023 г.
  52. ^ Коллинз, Эрик С.; Пантойя, Мишель Л.; Дэниелс, Майкл А.; Прентис, Дэниел Дж.; Стеффлер, Эрик Д.; Д'Арш, Стивен П. (15 марта 2012 г.). «Анализ теплового потока реагирующего термитного спрея, воздействующего на подложку». Энергетика и топливо . 26 (3): 1621–1628. дои : 10.1021/ef201954d .
  53. ^ Jump up to: а б с Патент США 5698812 , Сонг, Юджин, «Термитное разрушающее устройство», выдан в 1997 г., передан министру армии США.  
  54. ^ «Вторжение. Глава 9. Пушки Пуэнт-дю-Ок» . Pqasb.pqarchiver.com. 29 мая 1994 года. Архивировано из оригинала 24 июля 2012 года . Проверено 12 октября 2011 г.
  55. ^ Бойл, Хэл (26 июля 1950 г.). «Капрал рассказывает об расстреле пленных-американцев» . Элленсбург Дейли Рекорд . Проверено 28 июля 2021 г.
  56. ^ Нодерер, ER (30 августа 1940 г.). «Архивы: Чикаго Трибьюн» . Pqasb.pqarchiver.com. Архивировано из оригинала 24 июля 2012 года . Проверено 12 октября 2011 г.
  57. ^ «Ожесточенные бои в Ливии» . Индийский экспресс . 25 ноября 1941 года . Проверено 12 октября 2011 г.
  58. ^ «Огненный шар из алюминия и шлифовальной пыли» . Hanford.gov. 21 сентября 2001 г. Архивировано из оригинала 25 ноября 2007 г. Проверено 15 сентября 2009 г.
  59. ^ «Сделай термит из оксида железа и алюминия» . www.skylighter.com . Проверено 27 января 2017 г.
  60. ^ Шварц, Джон (21 ноября 2006 г.). «Лучшее научное шоу на телевидении?» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 11 октября 2011 г.
  61. ^ «Взрывы расплавленного металла» (PDF) . ООО «Модерн Медиа Коммуникейшнс» . Проверено 15 марта 2012 г. [ постоянная мертвая ссылка ]
  62. ^ Заяц, Джонатан (1 марта 2012 г.). «Во все тяжкие III – взлом термита» . образование по химии . Королевское химическое общество . Проверено 16 августа 2023 г.

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
  • Л.Л. Ван, З.А. Мунир и Ю.М. Максимов (1993). «Термитные реакции: их использование в синтезе и обработке материалов». Журнал материаловедения . 28 (14): 3693–3708. Бибкод : 1993JMatS..28.3693W . дои : 10.1007/BF00353167 . S2CID   96981164 .
  • М. Беккерт (2002). «Ганс Гольдшмидт и алюминотермия». Сварка и резка . 54 (9): 522–526.
[ редактировать ]
Найдите термит в Викисловаре, бесплатном словаре.
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Thermite&oldid=1237727891"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 77f65b7a5971a324dcc984c8e42461a5__1722393060
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/77/a5/77f65b7a5971a324dcc984c8e42461a5.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Thermite - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)