что такое термит в химии
Термитная смесь
Из Википедии — свободной энциклопедии
Терми́тная смесь (терми́т — химический, технический) (от греч. θερμά — жар, тепло) — порошкообразная смесь алюминия (реже магния) с оксидами различных металлов (обычно железа).
При воспламенении интенсивно сгорает с выделением большого количества тепла. Обычно имеет температуру горения 2300—2700 °C, а в случае применения более сильных окислителей, таких как оксиды никеля, хрома или вольфрама, — значительно выше. Смесь поджигают специальным запалом (смесь пероксида бария, магния и натрия). Количественное соотношение компонентов смеси определяется стехиометрическим соотношением. Наиболее распространён железоалюминиевый термит: Fe2O3 (чаще-ржавчина)=75 %; Al = 25 % (содержащий прокалённую окалину или богатую железную руду). Температура воспламенения такого термита около 1300 °C (запальной смеси 800 °C); образующиеся железо и шлак нагреваются до 2400 °C. Иногда в состав железного термита вводят железную обсечку, легирующие присадки и флюсы. Процесс проводят в магнезитовом тигле. Имеются термиты для сварки телефонных и телеграфных проводов, а также проводов линий электропередачи. В военной технике термит используют в качестве зажигательных составов. В производстве ферросплавов термит с добавлением флюсов называется шихтой.
Особенности изготовления термитной смеси своими руками
Вспомогательные средства для обеспечения технологических процессов в строительстве и производстве нередко предусматривают использование химических составов. К таким относятся и термитные смеси, которые имеют множество рецептур. В результате использования подобных составов пользователь получает или повышенное тепловое воздействие (в сварочных работах), или эффект детонационного механизма (в зажигательных системах пиротехники). Ингредиенты для термитной смеси в основном представлены металлическими элементами, но встречаются и другие химические компоненты. Точный состав определяется условиями применения смеси и эффектом, который требуется получить. Так или иначе, изготовление термитов производится и не специалистом в домашних условиях.
Общие сведения и состав
Смотреть галерею
Химические термиты относятся к группе унитарного топлива, в равномерных пропорциях содержащего горючие компоненты и окислитель. Специфика такой смеси обуславливает ее способность возгораться даже без доступа к воздуху. Характеристики и свойства термитной смеси позволяют ставить ее в один ряд с бикфордовым шнуром и порохом. Однородные составы могут изготавливаться и в газообразном виде. Для этого используется комбинация подходящего газа и воздуха. Такие вещества предусматривают более высокие требования к условиям эксплуатации и содержанию, поскольку обладают значительной взрывоопасностью.
Применение
В зависимости от требуемого результата и условий использования термиты могут обеспечить такие функции, как тепловое воздействие и пиротехнический эффект. Пиротехнические составы могут применяться в качестве средств освещения и в изготовлении сигнальных огней. Но главное направление практического использования термитов – это сварка. Получаемые в результате воздействия тепловой энергии соединения отличаются прочностью и долговечностью.
Принцип работы термитной смеси при образовании швов заключается в плавке состава из металлических компонентов, которая и обеспечивает надежное антикоррозийное соединение. Но важно учитывать, что приварочная система, требуемая для осуществления термической сварки на трубопроводах, предусматривает не только медную термосмесь, но и тигельную форму с поджигом.
история
Первое коммерческое применение термита была сварка трамвайных треков в Эссене в 1899 году.
Традиционный состав
В классическом представлении химический термит – это смесь из тонкоизмельченных компонентов железной окалины и алюминия. Именно такие составы наиболее востребованы в строительных операциях (как правило, сварочных) и промышленности. Это обусловлено тем, что активация смеси путем поджигания сопровождается повышением температуры и активным выделением теплоты. Хотя смесь термитная железная более известна как феррумная, ключевую роль в ее действии играет алюминий. В частности, процесс алюмотермии определяет эффективность реакций, благодаря которым возможна сварка стальных конструкций.
Что входит в состав термитной смеси
Чаще всего используется железоалюминиевая термитная сварка: Fe2O3 = 75 %; Al = 25 % (такая смесь содержит в себе или прокаленную окалину, или железную руду). Такой состав используется, в основном, для сварки рельсов и много габаритных деталей. Воспламеняется данная смесь при температуре приблизительно 1300 °C, а шлак и железо, которые образуются, нагреваются до 2400 °C. Достаточно часто в железоалюминиевую смесь добавляют железную обсечку, легирующие присадки и флюсы. Данный процесс происходит в магнезитовом тигеле.
Алюминий – не единственный металл, который применяют. Также используются следующие комбинации:
Термическая сварка применяется для различных целей и для каждой из них подбирается определенный состав смеси. Наиболее распространенными среди них являются следующие виды:
Рекомендуем! Классификация сварных швов и соединений
Пиротехнический состав
Смотреть галерею
Основой таких составов также является топливо и окислитель, но в усложненном виде. К используемым компонентам можно отнести хлорат калия (основная часть состава), карбонат стронция (примерно четверть) и серу, окрашивающую пламя. Функцию окислителя выполняет хлорат калия, а сера действует как горючий элемент. В процессе горения пиротехнической термитной смеси также активно выделяется тепло и повышается температура: дымовые составы обеспечивают сотни градусов, а осветительные достигают 3 000 °С. Как правило, пиротехнические смеси не используются для обеспечения теплового воздействия, их сгорание сопровождается довольно интенсивным формированием пламени.
Медные смеси
Термиты, в составе которых присутствует окись меди, обычно изготавливаются целенаправленно для обслуживания сварочных операций на стальных газопроводах. Высокая ответственность формируемых швов обусловила необходимость повышения объемов выделяемой тепловой энергии. По этой причине смесь термитная медная включает ферросилиций вместо ферромарганца, который обладает не столь высокой температурой плавления. В готовом виде состав такой смеси включает:
Такое сочетание элементов повышает качество и надежность сварочных работ благодаря увеличению выделяемых тепловых объемов энергии в процессе расплава.
Форма выпуска
Производители термосмесей выпускают их в различной форме. Сухие смеси, предназначенные для дальнейшего формирования в тигле, выпускаются в виде порошка, упакованного в прочную полипропиленовую банку объемом 1000 грамм. Термиты, пригодные для пайки проводов линий электропередач, выпускаются в форме патрона, имеющего цилиндрическую форму с продольным отверстием.
Предлагаем ознакомиться: Чем опасны мышиные экскременты
Термитный карандаш
По своему составу термокарандаш может повторять любой из рецептов смеси, но его главной особенностью является цилиндрическая форма, в которой находится активная начинка: шнур горения и воспламеняющиеся элементы. Он помещается в тигельную форму, изготовленную из жаростойкого графита. Окончание шнура выводится в специальное отверстие крышки, связывая состав термитной смеси цилиндра и средство поджигания в виде спички.
В процессе сгорания при сварке по воспламеняющемуся элементу будет происходить активация термической смеси, запрессованной в карандаш. Таким образом, выгорание термосмеси приведет к тому, что нагретая металлическая начинка оплавится с поверхностью трубы и образует прочное соединение. К достоинствам термокарандашей относятся два момента. Во-первых, отпадает необходимость готовить специальную термоспичку. Во-вторых, сама формовка смеси в готовых пропорциях обеспечивает удобство ее хранения и перевозки.
Зажигание
Термитная реакция с использованием оксида железа (III)
Термит своими руками
Для изготовления простой рецептуры термита в домашних условиях потребуется два ингредиента – железная окалина и металлический алюминий. Их следует брать в пирофорном (мелкодисперсном) виде – в этом состоянии вещества напоминают мелкую пыль. В зависимости от того, в каких объемах должна быть получена термитная смесь своими руками, готовится и специальная посуда – после всех операций приготовления можно использовать сосуд из алюминия или стали.
По массе пропорции ингредиентов будут следующими: 4 части алюминия к 3-м долям окалины. Компоненты тщательно перемешиваются. Далее будет не лишним добавление в смесь магнезии (жженая марганцовка), которая выполнит функцию катализатора. Ее можно внести в объеме, составляющем не более 20 % от общей массы из металлических веществ. Затем состав вновь перемешивается.
Как видно, ответ на вопрос о том, как сделать термитную смесь, довольно простой. Но важно предусмотреть и способ ее применения. Готовый состав можно поместить в сосуд. В нем смесь подвергается тщательной прессовке, уплотняется и закупоривается с целью исключения проникновения влаги. После этого следует проделать продолговатое отверстие для магниевой ленты, которая войдет в емкость на несколько сантиметров. Для активации состава достаточно поджечь ленту спичкой.
Получение окиси железа
Оксид железа Fe3O4, основной компонент традиционного термитного состава, представляет собой обычную ржавчину. Но для приготовления термосмеси понадобится химически чистая окалина, получаемая из окиси Fe2O3.
Для производства Fe2O3 понадобится источник питания 12 Вольт постоянного тока или питающийся от сети 220 В выпрямитель с преобразователем и понижающим трансформатором. В качестве источника оксида железа выступает металлический гвоздь или пластина, которая помещается в стеклянную тару с насыщенным раствором поваренной соли. Чем больше соли в растворе, тем выше его электропроводность и тем выше скорость получения окиси железа Fe2O3.
Положительный конец провода выпрямителя подсоединяется к металлическому гвоздю, пластине или стержню и опускается в банку с раствором. Второй конец помещается в растворе так, чтобы не было соприкосновения с металлическим стержнем.
Через сутки работы самостоятельно изготовленного прибора с железного стержня соскабливается получившаяся окись железа. Дальнейшие действия заключаются в измельчении полученного вещества в фарфоровой ступе до состояния мелкодисперсного порошка. Максимальный размер частиц не должен превышать 0,5 мм. Чтобы сделать полученный реагент пригодным для приготовления термитной смеси, его нужно поместить в тигель и прокалить до красного цвета. Исходный компонент Fe3O4 готов.
Рецепт литого термита
Это один из самых удобных в приготовлении составов. Его можно изготовить и сформовать в любой таре. К отличиям литой смеси относится минимальное выделение, но взамен этого на выходе остается шлак, длительное время выдерживающий влагу. Литая термитная смесь своими руками изготавливается из следующих компонентов: оксид железа (3 доли), гипс (2 доли), алюминиевый порошок в виде смеси из грубого и тонкого металлов. Все составляющие перемешиваются, а затем для размягчения гипса добавляется вода. Полученная масса формуется, и в таком виде ее необходимо оставить на полчаса. Далее смесь вновь заливается водой и хранится для сушки в течение недели. Когда это время пройдет, желательно на солнце еще раз просушить состав, а затем просверлить отверстие для активирующего заряда.
Химические реакции
Термитная реакция с использованием оксида железа (III). Эти искры наружу глобулы из расплавленного железа ведомого дыма в их следе.
Fe 2 O 3 2 Al 2 → Fe Al 2 O 3
3 CuO 2 Al 3 → Cu Al 2 O 3
Что такое термит в химии
ОХУЄТЬ запись закреплена
Выживание | Туризм | Лайфхак
ЧТО ТАКОЕ ТЕРМИТ, ЧТО ОН МОЖЕТ И КАК ЕГО ИЗГОТОВИТЬ. (статья + видео)
Термит, формирование термитного заряда и термитной шашки.
Термит – а вернее, Зажигательные смеси на основе термита представляют собой смесь алюминиевого порошка (пудры) и оксида железа(ржавчина). У этих составов очень высокая температура горения +2000°..+3500°C! Они способны гореть без присутствия кислорода, их невозможно потушить водой. Некоторые виды термитов работают почти без пламени, некоторые с приличным форсом огня.
Термит обладает чрезвычайно сильным прожигающим действием. Расплавленный термит легко прожигает листы дюраля, стали и железа. При такой температуре растрескивается бетон и кирпич, плавится стекло, горит сталь. Термит образует высокотемпературный шлак, усиливающий его прожигающую способность.
* Термитом можно вызвать пожар на любом объекте, даже если там нет легковоспламеняющихся материалов.
* Его практически невозможно потушить.
* Термитом можно пережечь кабель связи или силовой кабель, оставив без электроэнергии предприятие или целый район города.
* Прессованная термитная шашка запросто пережигает дужку замка, которую затем можно разорвать обычным ломиком.
* Будучи заложен в ключевые узлы техники и оборудования, он надолго выведет его из строя, а электронные схемы и приборы будут уничтожены безвозвратно!
* Термитная шашка может дотла, за считанные секунды, сжечь архив документов в случае, если возникает опасность попадания их в чужие руки.
* Можно положить термитную шашку на бензобак, цистерну с горючим или газовый баллон – фейерверк будет то, что надо!
* Небольшую термитную шашку можно привязать к наконечнику стрелы лука или арбалета. Такой «огненный привет» можно легко запульнуть на территорию врага со значительного расстояния.
* не говорю о таких мелких пакостях, которых творят хулиганы, как прожечь капот на машине недруга или заклинить металлическую дверь соседу.
В общем, Термит черезвычайно опасная штука.
К тому же, изготавливается легко из вполне доступных материалов. Единственной загвоздкой является то, что термит просто так от спички не подожжёшь. Нужен зажигательный специальный переходной состав. Однако, и это не проблема для тех, кто горит энтузиазмом пиромании!
На вооружении армии находится множество разновидностей термита. Некоторые из них имеют весьма сложный состав: термиты с добавками тефлона, солей металлов, фосфора, смол и т.п. Основное их отличие – более высокие температуры горения и лёгкая поджигаемость. Есть так же термиты, в которых вместо оксида железа используются оксиды других металлов (например, хрома).
Но Оставим подобную кухню военным – у них есть для этого возможность. Мы же займёмся изготовлением наиболее простых и, вместе с тем, наиболее эффективных разновидностей термита.
Итак, нам понадобится: пудра (или порошок) алюминия, окись железа и зажигательный состав. Отдельный разговор о формировании термитного заряда.
Ну, где взять алюминиевую пудру вы уже знаете. Бегите и срочно покупайте! Лучше в мелкой расфасовке по 20-50-100 г. Пересыпать алюминиевую пудру на весы – настоящий геморрой, поэтому расфасованная по пакетикам будет как нельзя кстати.
Несколько сложнее с алюминиевым порошком. Его, по всей вероятности, придётся точить самому. Беда ещё и в том, что алюминий невозможно наточить на абразивном круге – он быстро забивается. Так что, вооружайтесь крупным напильником, тисками и приступайте к делу. В качестве сырья подойдёт практически всё, что угодно: начиная от алюминиевой ложки и маминой кастрюли и заканчивая различными деталями. Сплавы с высоким содержанием алюминия (например, корпус двигателя внутреннего сгорания или радиаторы от транзисторов) так же безусловно подойдут.
Сделайте сами. Сначала купите на рынке или в хозмаге (в отделе удобрений) железный купорос. Это порошок грязно зелёного цвета, применяется для борьбы с болезнями и вредителями на садово-огородных участках. Проблем с его покупкой не будет и стоит он дёшево.
+ Запомните! Вам нужен именно железный, а не медный купорос. Последний продаётся там же, обладает красивым синим цветом и для нас не пригоден. Железный купорос перед использованием просушивать не надо!
Там же на рынке или в хозмаге (но уже в отделе моющих средств) купите соду кальцинированную – белый порошок, хорошо растворимый в воде, используется при стирке белья.
+ Внимание! Сода каустическая и сода пищевая вам не подойдут.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ОКИСИ ЖЕЛЕЗА
*Смешайте 50 г кальцинированной соды и 100 г железного купороса вместе. Смешать надо особо тщательно. Возьмите небольшую сковородку и высыпьте на неё полученную смесь. Поставьте на газовую плиту, на сильный огонь.
Продолжая непрерывно мешать, нагревайте. Смесь станет сначала синей, потом тёмно-фиолетовой, потом чёрной. Ещё через некоторое время (минут через 15) вы заметите, что смесь становится тёмно рыжей. Продолжайте периодически интенсивно мешать, тщательно вымешивая от дна и краёв. Когда вся смесь станет рыжей, включите максимально сильный огонь и грейте смесь, периодически помешивая, ещё минут 20. Потом поставьте остывать.
Мешать лучше всего стальной ложкой. Если вам нужно большое количество термита, например, 0,5-1 кг, то изготавливайте окись порциями по 50-100 г, а не всё сразу. Большая масса может не прогреться на газовой плите до достаточной температуры и реакция пройдёт не полностью. Взвесьте получившуюся окись. В принципе, полученную рыжую субстанцию уже на этой стадии можно использовать в качестве окиси железа в термите. Но, если вы хотите иметь термит с большей прожигающей и плавящей способностью, то поступайте так:
Рыжий порошок высыпьте в 1/2 литра воды и хорошо перемешайте. Оставьте стоять на сутки. Жидкость сверху слейте и выкиньте, а осадок ещё раз прожарьте на сковородке до идеальной сухости. Потом пойдите к знакомому газосварщику и попросите его нажечь вам железной окалины из куска железа. Ещё железную окалину можно взять на любом предприятии, где есть плавильная печь или кузница. Хорошо измельчите железную окалину молотком в тонкий порошок и смешайте с вашим очищенной окисью железа в пропорции 1:3 по массе. Т.е. на 100 г вашей окиси железа нужно 30-35 г железной окалины.
Термит с добавкой железной окалины даёт много расплавленного текучего железа.
* ВОТ ЕЩЕ простой СПОСОБ получить окись железа (которую чаще называют РЖАВЧИНОЙ!). Вот неплохой способ получения большого количества ржавчины за короткое время:
— Возьмите выпрямитель тока
— Теперь возьмите банку воды со столовой ложкой пищевой соли, растворенной в ней (соль делает воду проводящей ток).
— Теперь воткните оба провода с выхода выпрямителя в банку с соленой водой (я считаю, что выпрямитель подключен к сети) и оставьте их там на несколько минут. Вскоре один из контактов, погруженный в воду, начнет пузырить сильнее чем другой. Это ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ(+) провод. Если Вы не сделаете этого теста, то конечный продукт будет противоположен (химически) ржавчине, и будет являться РЖАВОЙ КИСЛОТОЙ. Вам это ненужно (хотя ржавая кислота тоже полезная вещь!).
— Установите гвоздь, соединенный с положительным проводом, в банку. Затем установите отрицательный провод на некотором расстоянии от положительного (так, чтобы выделение газов было максимальным). Теперь оставьте это на сутки а утром соскоблите ржавчину с гвоздя и повторяйте все это до тех пор пока не получите такое количество ржавчины, которое может скрыть дно банки (если хотите можете сделать больше).
* Есть ещё масса рецептов получения искомой окиси железа. Например, прокаливание самого железного купороса, реакция железного купороса с отбеливателем «Белизна» и т.п. Но они малопрактичны для «кухонной кулинарии» из-за необходимости поддержания высокой температуры, либо выделения ядовитых газов.
Это всё бред, что для зажигательного термитного состава нужен хлорат калия, нитрат бария, магниевая лента и т.п. редкости. Практика показала, что для успешного инициирования термита вполне достаточно использовать «Алюминиевый порох», приготовьте его по приведённой методике из соотношения 2:2:7
Всё! Зажигатель готов. Такой «соломинкой» можно легко поджечь Термитный Состав-1.
* также можно воспользоваться специально-подготовленным фитилем ( см. видео 3. об изготовлении
ПЕРЕХОДНОЙ ЗАЖИГАТЕЛЬНЫЙ СОСТАВ:
Для Термитного Состава-2 нужен переходной инициатор, так как его поджечь труднее, чем первый.
1. Возьмите полоску кухонной бытовой алюминиевой фольги (продаётся на рынке или в хозмаге) шириной 8-10 см и длиной 15 см.
2. Накрутите фольгу на металлическую трубку (или на другую оправку) диаметром 12-15 мм. Слегка сдвиньте рулончик с оправки, чтобы он выступал на 1,5-2 см наружу.
3. Замните края внутрь, чтобы получилось донышко.
4. Теперь аккуратно сдвиньте и снимите полученную гильзочку с оправки. Можно предварительно «прихватить» её скотчем, чтобы не раскручивалась.
5. Осторожно наполните гильзочку Термитным Составом-1, недосыпав 1,5-2 см до верха. Во время насыпания термита его необходимо слегка подтрамбовывать карандашом.
6. Теперь вставьте в термит зажигательную «соломинку» на всю длину гильзочки.
7. Фольгу верхнего края гильзочки обожмите вокруг «соломинки», чтобы термит не высыпался.
Переходной инициатор для Термитного Состава-2 готов. От «соломинки» загорится Термитный Состав-1 в гильзочке, который, в свою очередь, подожжёт Термитный Состав-2.
***
Теперь об изготовлении самих термитных составов.
ТЕРМИТНЫЙ СОСТАВ- 1
Что может быть проще?! Берёте алюминиевую пудру и окись железа 1:3 по массе (25% алюминия и 75% окиси) и просто смешиваете. Смешивать нужно тщательно. Да, кстати, советую всё же взвесить алюминиевую пудру, а не сыпать «на глазок» по объёму. Можно взвесить прямо в пакетике (производители-жулики иногда недосыпают…). И это всё, что нужно сделать!
Данный термит, даже с неочищенной окисью железа хорошо загорается и горит, выбрасывая сноп огня и искр. Его недостаток: слишком быстро сгорает (уменьшается прожигающая способность), но если вы используете его для поджога – это то, что надо!
ТЕРМИТНЫЙ СОСТАВ- 2
ТЕРМИТНЫЙ СОСТАВ- 3 (фосфатный термит)
Нельзя не обратить внимание на т.н. «Фосфатный термит».
Фосфатный термит горит менее жарким пламенем, чем обычный. Для плавки железа он не пригоден. Основным его достоинством является выделение фосфина при соприкосновении с водой. Фосфин – это очень ядовитый газ, самовоспламеняющийся на воздухе. Таким образом, того, кто попытается потушить его водой, ждёт большой сюрприз!
В магазине удобрений купите суперфосфат. Ищите чистый суперфосфат, а не «аммонизированный» и не смеси типа «Аммофос». Вы приобретёте серые прочные гранулы. Их необходимо растереть в мелкий порошок. Лучше всего использовать для этой цели металлическую хозяйственную ступку или молоток. Смешайте полученный порошок суперфосфата с алюминиевой пудрой. Термит готов. Загорается от обычной соломинки, набитой «алюминиевым» порохом, без всяких переходных составов.
ТЕРМИТНЫЙ ЗАРЯД ( шашка)
Сначала подберём корпус. Он должен быть достаточно прочный, но, вместе с тем, легкогорючий (легкоплавкий). Идеально подходят 20 мл разовые пластиковые шприцы, пластиковые бутылочки от лекарств, металлические баллончики от дезодорантов или лака для волос и даже корпус-трубка от старого велосипедного насоса. Если вы задумали разжечь большой костёр, то возьмите корпус от старого термоса – термита в него влезет мно-о-о-го!
У термита есть ещё одна особенность. Его рекомендуют прессовать в корпус. Этому есть две причины:
1. Насыпной термит при переноске и тряске может расслаиваться и терять свои свойства.
2. Прессованный термит горит намного медленнее и намного сильнее прожигает.
Для прессования вам понадобится автомобильный домкрат. С меньшим успехом можно использовать большие слесарные тиски или столярную струбцину. Сделайте поршень из металла или крепкой древесины (например, кусок черенка от лопаты длиной 15-30 см). Насыпьте немного термита в корпус, вставьте поршень, уприте в неподвижную опору и начните сжимать домкратом (который тоже должен быть устойчиво упёрт). Потом разожмите, досыпьте ещё порцию и повторите всё с начала. И так, пока весь корпус не будет заполнен. Не стремитесь сразу насыпать много. Затем в верхней части термита проковыряйте или просверлите отверстие для инициатора (прессованный термит от одной «соломинки» может не загореться)
Затем в верхней части термита посередине проковыряйте или просверлите отверстие для инициатора (прессованный термит, даже состав-1, от одной «соломинки” может не загореться).
Вставьте плотно инициатор почти на всю длину. Высверленную часть основного термитного заряда присыпьте сверху и также утрамбуйте.
Пустое свободное пространство заполните комками газеты, чтобы термит не высыпался, загните края корпуса во внутрь или закройте крышкой (если таковая имеется).
Термитная шашка готова!
Изготовленная таким образом шашка имела примерно 150гр состава (включая инициатор), была плохо спрессована, не имела в составе железной окалины.
Однако она с лёгкостью прожгла стальное эмалированное ведро с толстым днищем, намертво приварила к нему расплавленный железный шлак. Сам форс огня и искр мог устроить большой пожар, будь рядом горючие материалы.
никуда не торопясь, у меня процесс изготовления этой шашки от начала до конца растянулся на неделю, кто то возможно делает быстрее.
Использование средств индивидуальной защиты обязательно.
(источник аЛексей бЛаженный «Русская кУхня» )
1. как сделать термитный состав
2. как сделать зажигающий фитиль ( для термита например)