termit - Thermite

Demir (III) oksit kullanan bir termit karışımı

Termit ( / θ ɜːr m t / ) a, olan piroteknik bileşim içinde metal tozu ve metal oksit . Isı veya kimyasal reaksiyonla tutuşturulduğunda, termit ekzotermik bir indirgeme-oksidasyon (redoks) reaksiyonuna girer . Çoğu çeşit patlayıcı değildir, ancak küçük bir alanda kısa süreli ısı ve yüksek sıcaklık patlamaları yaratabilir. Etki şekli, siyah toz gibi diğer yakıt oksitleyici karışımlarınkine benzer .

Termitlerin çeşitli bileşimleri vardır. Yakıtlar arasında alüminyum , magnezyum , titanyum , çinko , silikon ve bor bulunur . Alüminyum, yüksek kaynama noktası ve düşük maliyeti nedeniyle yaygındır . Oksitleyiciler arasında bizmut(III) oksit , boron(III) oksit , silikon(IV) oksit , krom(III) oksit , manganez(IV) oksit , demir(III) oksit , demir(II,III) oksit , bakır(II) bulunur. oksit ve kurşun(II,IV) oksit .

Goldschmidt süreci olarak da adlandırılan reaksiyon, genellikle demiryolu raylarını birleştirmek için kullanılan termit kaynağı için kullanılır . Termitler ayrıca metal arıtmada, mühimmatları etkisiz hale getirmede ve yanıcı silahlarda kullanılmıştır . Bazı termit benzeri karışımlar olarak kullanılan piroteknik başlatma bölgesindeki havai fişek .

kimyasal reaksiyonlar

Demir(III) oksit kullanan bir termit reaksiyonu. Dışarıya doğru uçan kıvılcımlar, arkalarında duman bırakan erimiş demir kürecikleridir.

Aşağıdaki örnekte, elementel alüminyum başka bir metalin oksitini azaltır, bu yaygın örnekte demir oksit , çünkü alüminyum oksijenle demirden daha güçlü ve daha kararlı bağlar oluşturur:

Fe 2 O 3 + 2 Al → 2 Fe + Al 2 O 3

Ürünler alüminyum oksit , elementer demir ve büyük miktarda ısıdır . Reaktanlar genellikle toz haline getirilir ve malzemeyi katı tutmak ve ayrılmayı önlemek için bir bağlayıcı ile karıştırılır.

Verilen metali element formunda oluşturmak için krom oksit gibi diğer metal oksitler kullanılabilir. Örneğin, bakır oksit ve elementel alüminyum kullanan bir bakır termit reaksiyonu , elementel bakır üreten cadwelding adı verilen bir işlemde elektrik bağlantıları oluşturmak için kullanılabilir (şiddetli tepki verebilir):

3 CuO + 2 Al → 3 Cu + Al 2 O 3

Nano boyutlu parçacıklara sahip termitler, yarı kararlı moleküller arası kompozitler , süper termit, nano termit ve nanokompozit enerjik malzemeler gibi çeşitli terimlerle tanımlanır .

Tarih

Termit (termit ) reaksiyonu 1893'te keşfedildi ve 1895'te Alman kimyager Hans Goldschmidt tarafından patenti alındı . Sonuç olarak, reaksiyon bazen "Goldschmidt reaksiyonu" veya "Goldschmidt süreci" olarak adlandırılır. Goldschmidt başlangıçta , eritme işleminde karbon kullanımından kaçınarak çok saf metaller üretmekle ilgilendi , ancak kısa sürede kaynakta termitin değerini keşfetti .

Termitin ilk ticari uygulaması, 1899'da Essen'de tramvay raylarının kaynağıydı .

Türler

Bir dökme demir tavada meydana gelen bir termit reaksiyonu

Kırmızı demir(III) oksit (Fe 2 O 3 , yaygın olarak pas olarak bilinir ), termitte kullanılan en yaygın demir oksittir. Manyetit de çalışır. Diğer oksitler zaman gibi, kullanılan MnO 2 manganez thermite olarak, Cr 2 O 3 krom termit, silikon thermite veya bakır thermite içinde bakır (II) oksit, ancak uzman amaçlar için kuvars. Bu örneklerin tümü, reaktif metal olarak alüminyum kullanır. Floropolimerler özel formülasyonlarda kullanılabilir, magnezyum veya alüminyumlu Teflon nispeten yaygın bir örnektir. Magnezyum/teflon/viton bu türden başka bir pirolanttır .

Kuru buz (donmuş karbon dioksit) ve magnezyum, alüminyum ve boron gibi indirgeyici ajanların kombinasyonları, metal oksitler ve karbon üreten geleneksel termit karışımlarıyla aynı kimyasal reaksiyonu takip eder. Bir kuru buz termit karışımının çok düşük sıcaklığına rağmen, böyle bir sistem alevle tutuşabilir. Malzemeler ince bir şekilde bölündüğünde, bir boruya kapatıldığında ve geleneksel bir patlayıcı gibi silahlandığında, bu kriyo-termit patlayabilir ve reaksiyonda serbest kalan karbonun bir kısmı elmas şeklinde ortaya çıkar .

Prensip olarak, alüminyum yerine herhangi bir reaktif metal kullanılabilir. Bu nadiren yapılır, çünkü alüminyumun özellikleri bu reaksiyon için neredeyse idealdir:

  • Son derece reaktif metallerin açık ara en ucuzudur. Örneğin, Aralık 2014'te kalay 19.829 ABD$/mt, çinko 2.180 ABD$/ton ve alüminyum 1.910 ABD$/ton idi.
  • Diğer birçok reaktif metalden daha güvenli bir şekilde işlenmesini sağlayan bir pasivasyon katmanı oluşturur.
  • Nispeten düşük erime noktası (660 °C), metali eritmenin kolay olduğu anlamına gelir, böylece reaksiyon esas olarak sıvı fazda meydana gelebilir, bu nedenle oldukça hızlı ilerler.
  • Yüksek kaynama noktası (2519 °C), reaksiyonun çok yüksek sıcaklıklara ulaşmasını sağlar, çünkü birkaç işlem maksimum sıcaklığı kaynama noktasının hemen altında sınırlamaya eğilimlidir. Böyle yüksek bir kaynama noktası geçiş metalleri arasında yaygındır (örneğin, demir ve bakır sırasıyla 2887 ve 2582 °C'de kaynar), ancak özellikle yüksek reaktif metaller arasında alışılmadık bir durumdur (bkz. magnezyum ve sodyum , 1090 ve 883 °C'de kaynar). C, sırasıyla).
  • Ayrıca, reaksiyon sonucunda oluşan alüminyum oksidin düşük yoğunluğu, onu elde edilen saf metal üzerinde yüzer halde bırakma eğilimindedir. Bu, bir kaynaktaki kirlenmeyi azaltmak için özellikle önemlidir.

Reaktanlar oda sıcaklığında kararlı olmalarına rağmen, tutuşma sıcaklığına kadar ısıtıldıklarında son derece yoğun bir ekzotermik reaksiyonla yanarlar . Ürünler, ulaşılan yüksek sıcaklıklar (demir(III) oksit ile 2500 °C'ye kadar) nedeniyle sıvı olarak ortaya çıkar - ancak ulaşılan gerçek sıcaklık, ısının çevreye ne kadar hızlı kaçabileceğine bağlıdır. Termit kendi oksijen kaynağını içerir ve herhangi bir harici hava kaynağı gerektirmez. Sonuç olarak, boğulamaz ve yeterli başlangıç ​​ısısı verilen herhangi bir ortamda tutuşabilir. Islakken iyi yanar ve suyla kolayca söndürülemez - ancak yeterli ısıyı uzaklaştırmak için yeterli su reaksiyonu durdurabilir. Reaksiyona ulaşmadan önce az miktarda su kaynatılır. Buna rağmen, su altında kaynak yapmak için termit kullanılır .

Termitler, yanma sırasında neredeyse tamamen gaz üretiminin olmaması, yüksek reaksiyon sıcaklığı ve erimiş cüruf üretimi ile karakterize edilir . Yakıt yüksek yanma ısısına sahip olmalı ve düşük erime noktasına ve yüksek kaynama noktasına sahip oksitler üretmelidir. Oksitleyici en az %25 oksijen içermeli, yüksek yoğunluklu, düşük oluşum ısısına sahip olmalı ve düşük erime ve yüksek kaynama noktalarına sahip metal üretmelidir (böylece açığa çıkan enerji reaksiyon ürünlerinin buharlaşmasında tüketilmez). Bileşime mekanik özelliklerini geliştirmek için organik bağlayıcılar eklenebilir, ancak bunlar endotermik bozunma ürünleri üretme eğilimindedir, bu da bir miktar reaksiyon ısısı kaybına ve gaz üretimine neden olur.

Reaksiyon sırasında elde edilen sıcaklık sonucu belirler. İdeal bir durumda, reaksiyon, iyi ayrılmış bir metal ve cüruf eriyiği üretir. Bunun için sıcaklık, hem reaksiyon ürünlerini, hem de oluşan metali ve yakıt oksidi eritecek kadar yüksek olmalıdır. Çok düşük bir sıcaklık, sinterlenmiş metal ve cüruf karışımı üretir; çok yüksek bir sıcaklık (herhangi bir reaktan veya ürünün kaynama noktasının üzerinde), bazen düşük verimli bir patlamaya benzer etkilerle, yanan reaksiyon karışımını dağıtarak hızlı gaz üretimine yol açar. Alüminotermik reaksiyonla metal üretimine yönelik bileşimlerde bu etkiler önlenebilir . Çok düşük bir reaksiyon sıcaklığı (örneğin, kumdan silikon üretilirken) uygun bir oksitleyici (örneğin, alüminyum-kükürt-kum bileşimlerinde kükürt) ilave edilerek yükseltilebilir; çok yüksek bir sıcaklık, uygun bir soğutucu ve/veya cüruf akısı kullanılarak düşürülebilir . Amatör bileşimlerde sıklıkla kullanılan akı kalsiyum florürdür , çünkü sadece minimum düzeyde reaksiyona girer, nispeten düşük erime noktasına, yüksek sıcaklıklarda düşük erime viskozitesine sahiptir (dolayısıyla cürufun akışkanlığını arttırır) ve alümina ile ötektik oluşturur. Bununla birlikte, çok fazla akı, reaktanları yanmayı sürdüremeyecek kadar seyreltir. Metal oksit tipinin de üretilen enerji miktarı üzerinde önemli bir etkisi vardır; oksit ne kadar yüksek olursa, üretilen enerji miktarı da o kadar yüksek olur. İyi bir örnek, manganez(IV) oksit ve manganez(II) oksit arasındaki farktır , burada birincisi çok yüksek sıcaklık üretir ve ikincisi yanmayı zar zor sürdürebilir; iyi sonuçlar elde etmek için, her iki oksitin de uygun oranda olduğu bir karışım kullanılabilir.

Reaksiyon hızı, parçacık boyutlarıyla da ayarlanabilir; daha kaba parçacıklar, daha ince parçacıklardan daha yavaş yanar. Etki, reaksiyona başlamak için daha yüksek sıcaklığa ısıtılması gereken partiküllerde daha belirgindir. Bu etki, nanotermitler ile en uç noktaya itilir .

Adyabatik koşullarda reaksiyonda elde edilen sıcaklık , çevreye ısı kaybı olmadığında, Hess kanunu kullanılarak - reaksiyonun kendisi tarafından üretilen enerjiyi hesaplayarak (reaktanların entalpisini ürünlerin entalpisinden çıkararak) tahmin edilebilir ve ürünleri ısıtarak tüketilen enerjinin çıkarılması (malzemeler yalnızca sıcaklıklarını değiştirdiğinde, özgül ısılarından ve malzemeler eridiğinde veya kaynadığında füzyon entalpileri ve nihayetinde buharlaşma entalpilerinden ). Gerçek koşullarda, reaksiyon çevreye ısı kaybeder, bu nedenle elde edilen sıcaklık biraz daha düşüktür. Isı transfer hızı sonludur, bu nedenle reaksiyon ne kadar hızlı olursa, adyabatik duruma o kadar yakın çalışır ve elde edilen sıcaklık o kadar yüksek olur.

demir termit

En yaygın bileşim demir termittir. Kullanılan oksitleyici genellikle ya demir(III) oksit ya da demir(II,III) oksittir . İlki daha fazla ısı üretir. İkincisinin tutuşması, muhtemelen oksidin kristal yapısından dolayı daha kolaydır. Bakır veya manganez oksitlerin eklenmesi, tutuşma kolaylığını önemli ölçüde iyileştirebilir. Hazırlanan thermite yoğunluğu 0.7 g / cm düşük olarak genellikle 3 . Bu da, (3 kJ / cm ile ilgili nispeten zayıf enerji yoğunluğu ile sonuçlanır 3 bağlı içeride kalan havanın genişlemesi, hızlı yanma süreleri ve erimiş demir sprey). Termit 4.9 kadar yüksek yoğunluklarda preslenebilir g / cm 3 (yaklaşık 16 kJ / cm 3 yavaş yanan hızları ile) (yaklaşık 1 cm / s). Preslenmiş termit daha yüksek erime gücüne sahiptir, yani düşük yoğunluklu bir termitin başarısız olacağı bir çelik kabı eritebilir. Katkı maddesi içeren veya içermeyen demir termit, ısıya dayanıklı kasa ve ağızlığa sahip kesme cihazlarına preslenebilir. Oksijen dengeli demir 2A termit + Fe 2 O 3 4,175 g / cc teorik maksimum yoğunluğu 3 ° C veya 5183 ° F 3135 K ya da 2862 bir adiyabatik yakma sıcaklığı (faz geçişleri dahil ile 3135 K kaynar demir, sınırlı ), alüminyum oksit (kısaca) erir ve üretilen demir çoğunlukla sıvıdır ve bir kısmı gaz halindedir - bir kg termit için 78,4 g demir buharı üretilir. Enerji içeriği 945.4 cal/g'dir (3 956 J/g). Enerji yoğunluğu 16 516 J / cm 3 .

Orijinal karışım, icat edildiği gibi, değirmen ölçeği şeklinde demir oksit kullandı . Kompozisyonun tutuşması çok zordu.

Bakır termit

Bakır termit, bakır(I) oksit (Cu 2 O, kırmızı) veya bakır(II) oksit (CuO, siyah) kullanılarak hazırlanabilir. Yanma hızı çok hızlı olma eğilimindedir ve bakırın erime noktası nispeten düşüktür, bu nedenle reaksiyon çok kısa sürede önemli miktarda erimiş bakır üretir. Bakır(II) termit reaksiyonları o kadar hızlı olabilir ki, bir tür flaş tozu olarak kabul edilebilir . Bakır damlalarını önemli mesafelere gönderen bir patlama meydana gelebilir. Oksijen dengelenmiş karışım, 5.109 teorik maksimum yoğunluğu g / cm 3 , adyabatik alev sıcaklığı 2843 K (faz geçişleri dahil) alüminyum oksit hem sıvı hem de gaz halinde eritilir ve bakır olmak üzere; Bu termitin kilogramı başına 343 g bakır buharı üretilir. Enerji içeriği 974 cal/g'dir.

Bakır(I) termit, örneğin kalın bakır iletkenlerin kaynağında ( cadwelding ) endüstriyel kullanımlara sahiptir . Bu tür bir kaynak, örneğin elektrik tahriki gibi yüksek akımlı sistemlerde kullanım için ABD Donanması filosundaki kablo ekleme için de değerlendirilmektedir. Oksijen dengeli karışım 5.280 teorik maksimum yoğunluğu g / cm 3 , adyabatik alev sıcaklığı 2843 K (faz geçişleri dahil) alüminyum oksit hem sıvı hem de gaz halinde eritilir ve bakır olmak üzere; Bu termitin kilogramı başına 77,6 g bakır buharı üretilir. Enerji içeriği 575.5 cal/g'dir.

termikler

Termat bileşimi, tuz bazlı oksitleyici (genellikle nitratlar, örneğin baryum nitrat veya peroksitler) ile zenginleştirilmiş bir termittir . Termitlerin aksine, termitler alev ve gaz oluşumuyla yanar. Oksitleyicinin varlığı, karışımın tutuşmasını kolaylaştırır ve yayılan gaz, erimiş cürufu fırlattığından ve mekanik çalkalama sağladığından, yanan bileşim tarafından hedefin penetrasyonunu iyileştirir. Bu mekanizma, termitin etkisi daha yerel olduğundan, yangın çıkarma amaçları ve hassas ekipmanların (örn. kriptografik cihazlar) acil imhası için termiti termitten daha uygun hale getirir .

Ateşleme

Demir(III) oksit kullanan bir termit reaksiyonu

Metaller , doğru koşullar altında, odun veya benzinin yanmasına benzer bir süreçte yanar . (Aslında, pas sonucudur oksidasyon arasında çeliğin çok düşük hızlarda veya demir). Bir termit reaksiyon sonucu metalik yakıt doğru karışımları birleştirerek tutuşturduğunuzda. Ateşlemenin kendisi son derece yüksek sıcaklıklar gerektirir.

Bir termit reaksiyonunun ateşlenmesi normalde bir maytap veya kolayca elde edilebilen bir magnezyum şerit gerektirir, ancak ateşleme güvenilmez ve öngörülemez olabileceğinden sürekli çaba gerektirebilir. Bu sıcaklıklara geleneksel siyah barut sigortaları , nitroselüloz çubuklar, kapsüller , piroteknik başlatıcılar veya diğer yaygın tutuşturucu maddelerle ulaşılamaz . Termit, parlak kırmızı yanacak kadar sıcak olduğunda bile, reaksiyonu başlatmak için beyaz-sıcakta veya ona yakın olması gerektiğinden tutuşmaz. Doğru yapılırsa, bir propan torcu kullanılarak reaksiyonun başlatılması mümkündür .

Çoğu zaman, sigorta olarak magnezyum metal şeritleri kullanılır . Metaller, soğutma gazları salmadan yandıklarından, potansiyel olarak aşırı yüksek sıcaklıklarda yanabilirler. Magnezyum gibi reaktif metaller, termit tutuşması için yeterince yüksek sıcaklıklara kolayca ulaşabilir. Magnezyum ateşlemesi amatör termit kullanıcıları arasında popüler olmaya devam ediyor, çünkü temel olarak kolayca elde edilebiliyor, ancak yanan şeridin bir parçası karışıma düşebilir ve bu da erken ateşlemeye neden olabilir.

Magnezyum yöntemine alternatif olarak potasyum permanganat ile gliserol veya etilen glikol arasındaki reaksiyon kullanılır. Bu iki madde karıştığında, kendiliğinden bir reaksiyon başlar ve karışımın sıcaklığını alevler oluşana kadar yavaşça arttırır. Gliserinin oksidasyonu ile açığa çıkan ısı, bir termit reaksiyonunu başlatmak için yeterlidir.

Magnezyum ateşlemesinin yanı sıra, bazı amatörler termit karışımını tutuşturmak için maytap kullanmayı da tercih ederler. Bunlar gerekli sıcaklıklara ulaşır ve yanma noktası numuneye ulaşmadan önce yeterli süreyi sağlar. Magnezyum şeritler gibi demir kıvılcımları binlerce derecede yandığından ve maytapın kendisi onunla temas halinde olmasa da termiti tutuşturabileceğinden, bu tehlikeli bir yöntem olabilir. Bu özellikle ince toz haline getirilmiş termit ile tehlikelidir.

Kibrit başları, termiti tutuşturacak kadar sıcak yanar. Alüminyum folyo ile sarılmış kibrit kafalarının ve kibrit kafalarına giden yeterince uzun viskoz/elektrikli kibrit kullanılması mümkündür.

Benzer şekilde, ince toz haline getirilmiş termit , kıvılcımlar metal yaktığı için çakmaktaşı bir kıvılcım çakmağı ile ateşlenebilir (bu durumda, yüksek oranda reaktif nadir toprak metalleri lantan ve seryum ). Bu nedenle, termite yakın bir çakmağa vurmak güvenli değildir.

Sivil kullanımlar

Bir demiryolu kaynağı için ilerleyen termit reaksiyonu: Bundan kısa bir süre sonra sıvı demir, ray aralığının etrafındaki kalıba akar.
İsveç'in Stockholm kentindeki Årstafältet tramvay istasyonunun yakınında demiryolu işçileri tarafından bırakılan, termit kaynağı için seramik kalıp kalıntıları bazen raylarda bulunabilir.

Termit reaksiyonlarının birçok kullanımı vardır. Bir patlayıcı değildir; bunun yerine çok küçük bir alanı aşırı yüksek sıcaklıklara maruz bırakarak çalışır. Küçük bir noktaya odaklanan yoğun ısı, hem bileşenlerden metali eriterek hem de termit reaksiyonunun kendisinden erimiş metal enjekte ederek metali kesmek veya metal bileşenlerini birbirine kaynaklamak için kullanılabilir.

Lokomotif dingil- çerçevesi gibi kalın çelik bölümlerin yerine kaynak yapılarak tamirat için termit kullanılabilir .

Termit, karmaşık veya ağır ekipman gerektirmeden, raylar gibi çelikleri hızlı bir şekilde kesmek veya kaynaklamak için kullanılabilir . Bununla birlikte, bu tür kaynaklı bağlantılarda cüruf kalıntıları ve boşluklar (delikler) gibi kusurlar sıklıkla bulunur, bu nedenle işlemi başarılı bir şekilde yürütmek için büyük özen gerekir. Rayların termit kaynağının sayısal analizine döküm soğutma analizine benzer şekilde yaklaşılmıştır. Hem bu sonlu eleman analizi hem de termit ray kaynaklarının deneysel analizi, kaynak boşluğunun hata oluşumunu etkileyen en etkili parametre olduğunu göstermiştir. Artan kaynak boşluğunun büzülme boşluğu oluşumunu ve soğuk vatka kaynak kusurlarını azalttığı ve ön ısıtma ve termit sıcaklığının arttırılması bu kusurları daha da azalttığı gösterilmiştir. Bununla birlikte, bu kusurların azaltılması, ikinci bir kusur biçimini teşvik eder: mikro gözeneklilik. Ayrıca, yüksek hız ve ağır aks yük hatlarında aşınmaya neden olabilecek eğimli bağlantılara yol açmadan rayların düz kalmasını sağlamak için özen gösterilmelidir.

Bazı metallerin cevherlerini saflaştırmak için kullanıldığında bir termit reaksiyonu denir.termit işlemi veya alüminotermik reaksiyon. Saf elde etmek için kullanılan reaksiyonun bir adaptasyon, uranyum , bir parçası olarak geliştirilen Manhattan Projesi de Ames Laboratuvarı yönetimindeki Frank Spedding . Bazen Ames süreci olarak adlandırılır.

Bakır termit, elektrik bağlantıları amacıyla kalın bakır telleri birbirine kaynaklamak için kullanılır. Elektrik tesisleri ve telekomünikasyon endüstrileri tarafından yaygın olarak kullanılmaktadır ( egzotermik kaynaklı bağlantılar ).

Askeri kullanımlar

Termit el bombaları ve şarjları tipik olarak silahlı kuvvetler tarafından hem malzeme karşıtı bir rolde hem de ekipmanın kısmi imhasında kullanılır; ikincisi, daha güvenli veya daha kapsamlı yöntemler için zaman mevcut olmadığında yaygındır. Örneğin, termit, düşman birlikleri tarafından ele geçirilme tehlikesi olduğunda kriptografik ekipmanın acil imhası için kullanılabilir . Standart demir termiti tutuşturmak zor olduğundan, pratikte alevsiz yandığından ve küçük bir etki yarıçapına sahip olduğundan, standart termit nadiren kendi başına yangın çıkarıcı bir bileşim olarak kullanılır. Genel olarak, bir termit karışımının gaz halindeki reaksiyon ürünlerinin hacmindeki bir artış , o belirli termit karışımının ısı transfer oranını (ve dolayısıyla hasarı) arttırır. Genellikle yangın çıkarıcı etkilerini artıran diğer bileşenlerle birlikte kullanılır. Thermate-TH3 , yangın çıkarıcı amaçlar için standart termitten daha üstün bulunan termit ve piroteknik katkı maddelerinin bir karışımıdır. Ağırlıkça bileşimi genellikle yaklaşık %68.7 termit, %29.0 baryum nitrat , %2.0 kükürt ve %0.3 bir bağlayıcıdır ( PBAN gibi ). Baryum nitratın termite eklenmesi termal etkisini arttırır, daha büyük bir alev üretir ve tutuşma sıcaklığını önemli ölçüde azaltır. Thermate-TH3'ün silahlı kuvvetler tarafından birincil amacı, yangın çıkaran bir anti-materyal silahı olmasına rağmen, metal bileşenlerin birbirine kaynaklanmasında da kullanımları vardır.

Termit için klasik bir askeri kullanım, topçu parçalarını devre dışı bırakmaktır ve bu amaçla, Pointe du Hoc , Normandiya gibi II. Dünya Savaşı'ndan beri kullanılmaktadır . Termit, patlayıcı yük kullanmadan topçu silahlarını kalıcı olarak devre dışı bırakabilir, bu nedenle bir operasyon için sessizlik gerektiğinde termit kullanılabilir. Bu bir veya daha fazla silahlı termit bombası ekleyerek yapılabilir makat ve ardından hızlı bir şekilde kapatılması; bu, kamayı kapatır ve silahın yüklenmesini imkansız hale getirir. Alternatif olarak, silahın namlusunun içine boşaltılan bir termit bombası namluyu kirleterek silahı ateş etmek için tehlikeli hale getirir. Termit ayrıca silahın hareket ve yükselme mekanizmasına kaynak yapabilir, bu da doğru nişan almayı oldukça zorlaştırır.

Dünya Savaşı sırasında hem Alman hem de Müttefik yangın bombaları termit karışımları kullandı. Yangın bombaları genellikle bir magnezyum fünyeyle ateşlenen düzinelerce ince, termit dolu bidonlardan ( bombacıklar ) oluşuyordu . Yangın bombaları, termitin başlattığı yangınlar nedeniyle birçok şehirde büyük hasara yol açtı. Esas olarak ahşap binalardan oluşan şehirler özellikle hassastı. Bu yangın bombaları esas olarak gece hava saldırılarında kullanıldı . Bomba manzaraları geceleri kullanılamıyor, bu da hassas yerleştirmeye gerek kalmadan hedefleri yok edebilecek mühimmat kullanma ihtiyacını doğurdu.

Tehlikeler

Termitin şiddetli etkileri

Termit kullanımı, üretilen aşırı yüksek sıcaklıklar ve başlatıldıktan sonra bir reaksiyonu boğmadaki aşırı zorluk nedeniyle tehlikelidir. Reaksiyonda salınan küçük erimiş demir akımları önemli mesafeler kat edebilir ve metal kaplarda eriyerek içeriklerini ateşleyebilir. Ek olarak, çinko gibi nispeten düşük kaynama noktalarına sahip yanıcı metaller (kaynama noktası 907 °C, termitin yandığı sıcaklığın yaklaşık 1,370 °C altındadır), bir termit yakınındaysa aşırı ısınmış kaynayan metali şiddetli bir şekilde havaya püskürtebilir. reaksiyon.

Herhangi bir nedenle termit, organikler, hidratlı oksitler ve ısıtıldığında veya termit bileşenleri ile reaksiyona girdiğinde gaz üretebilen diğer bileşiklerle kirlenirse, reaksiyon ürünleri püskürtülebilir. Ayrıca, termit karışımı hava ile yeterince boşluk içeriyorsa ve yeterince hızlı yanıyorsa, aşırı ısıtılmış hava da karışımın püskürmesine neden olabilir. Bu nedenle nispeten ham tozların kullanılması tercih edilir, bu nedenle reaksiyon hızı orta düzeydedir ve sıcak gazlar reaksiyon bölgesinden kaçabilir.

Ateşlemeden önce termitin ön ısıtılması, örneğin yeni bir termit yığınını sıcak, yakın zamanda tutuşmuş bir termit cürufu yığınının üzerine dökerek kolayca kazara yapılabilir . Ateşlendiğinde, önceden ısıtılmış termit neredeyse anında yanabilir, normalden çok daha yüksek bir oranda ışık ve ısı enerjisi yayar ve normalde makul derecede güvenli bir mesafede yanıklara ve göz hasarına neden olabilir.

Termit reaksiyon işçiler aşındırıcı kullanmak endüstriyel yerlerde kazara gerçekleşebilir taşlama ve kesme tekerlekleri ile demirli metaller . Bu durumda alüminyum kullanmak, şiddetle patlayabilecek bir oksit karışımı üretir.

Suyu termitle karıştırmak veya yanan termit üzerine su dökmek , her yöne sıcak parçalar püskürten bir buhar patlamasına neden olabilir .

Thermite'in ana bileşenleri ayrıca , Alman zeplin Hindenburg için bir boya kaplamasında veya uyuşturucusunda , muhtemelen ateşli yıkımına katkıda bulunan, bireysel nitelikleri, özellikle yansıtıcılık ve ısı yalıtımı için kullanıldı . Bu, eski NASA bilim adamı Addison Bain tarafından öne sürülen bir teoriydi ve daha sonra bilimsel gerçeklik-TV programı MythBusters tarafından yarı kesin olmayan sonuçlarla küçük ölçekte test edildi (tek başına termit reaksiyonunun hatası olmadığı kanıtlandı, bunun yerine Bunun ve Hindenburg'un gövdesini dolduran hidrojen gazının yanmasının bir kombinasyonu olduğu tahmin ediliyor ). MythBusters da ani patlamaya neden buz birkaç blok üstünde oturan ise metal bir kova termik bir miktar ateşlendi, böylece İnternette bulunan bir video doğruluğu test programı. Patlama noktasından 50 m'ye kadar büyük buz parçaları bularak sonuçları doğrulayabildiler. Yardımcı sunucu Jamie Hyneman , bunun, termit karışımının , belki de bir buhar bulutu içinde aerosol haline gelerek , daha da hızlı yanmasına neden olduğunu tahmin etti . Hyneman ayrıca, fenomeni açıklayan başka bir teori hakkında şüphelerini dile getirdi: reaksiyon, bir şekilde buzdaki hidrojen ve oksijeni ayırdı ve sonra onları ateşledi. Bu açıklama, patlamanın yüksek sıcaklıkta erimiş alüminyumun su ile reaksiyonundan kaynaklandığını iddia ediyor. Alüminyum, yüksek sıcaklıklarda su veya buharla şiddetli reaksiyona girerek hidrojen açığa çıkarır ve bu süreçte oksitlenir. Bu reaksiyonun hızı ve ortaya çıkan hidrojenin tutuşması, doğrulanan patlamayı kolayca açıklayabilir. Bu işlem, metalik potasyumun suya bırakılmasının neden olduğu patlayıcı reaksiyona benzer .

Ayrıca bakınız

Referanslar

daha fazla okuma

  • LL Wang, ZA Münir ve YM Maximov (1993). "Termit reaksiyonları: malzemelerin sentezi ve işlenmesinde kullanımları". Malzeme Bilimi Dergisi . 28 (14): 3693–3708. Bibcode : 1993JMatS..28.3693W . doi : 10.1007/BF0033167 . S2CID  96981164 .
  • M. Beckert (2002). "Hans Goldschmidt ve aluminotermik". Schweissen ve Schneiden . 54 (9): 522-526.

Dış bağlantılar