Термит

Основы

Хоть еще не закончилось введение в науку химию, но предлагаем поговорить о некоторых химических реакциях, активно применяющихся в производстве. Ведь помимо теории, нужно знать еще и практику!
В данной статье поговорим об особых пиротехнических смесях – термитах. Термиты – это смесь порошка более активного металла, и оксида менее активного металла, при горении которого более активный металл окисляется кислородом из оксида, а менее активный восстанавливается. Термит (от греч. therme — жар, тепло).
Чтобы был понятнее принцип реакции, разберем на примере самого распространенного термита, состоящего из порошка алюминия и оксида железа (по сути - ржавчины). Алюминий реагирует с ржавчиной, сгорает в кислороде, который отдает оксид железа, образуя оксид алюминия и чистое железо. Реакция выглядит так:
2Al + Fe2O3 → Al2O3 + 2Fe, где Al - алюминий, Fe - железо, O - кислород.

Алюминий часто используется в термитах, как восстановитель для других металлов. Данный процесс называется алюминотермией (собственно, иногда вместо алюминия используют и магний). Также термиты горят с огромной температурой, от 2500 до 3000 °C Высокая температура горения и восстановление менее активных металлов в ходе реакции и обуславливают применение термита

Начнем с восстановления металлов с помощью термитов. Во-первых, с помощью термитов можно получать довольно очищенные от примесей металлы. Во-вторых, с помощью алюминотермии можно получать тугоплавкие или трудно восстанавливаемые металлы, такие как хром, титан, вольфрам, марганец и др. В-третьих, высокая температура и чистота получаемых металлов, позволяют их эффективно сплавлять прямо внутри термитной смеси.

Монолитность сварного соединения обеспечивается за счёт молекулярного взаимодействия поверхностных слоев соединчемых металлов. Все сварочные процессы преследуют одну цель - устранить рельеф поверхности в месте сварки и удаление загрязнений, ухудшающих адгезию.

В зависимости от метода получения сварного соединения различают основные группы процессов: сварка поавлением, сварка давлением, сварка давлением и плавлением.
По методу доведения материала в жидкое агрегатное состояние различают электрическую, химическую и механическую сварки.

Не исключением в химическом методе сварки стал и термит. Самое известное применение - сварка рельсов на железнодорожных, трамвайных и др. линиях. Стык между рельсами обкладывается с помощью специальных форм так, чтобы плавящееся в ходе горения термита железо заливало только сам стык путей. Над формой устанавливается специальный тигель, в который засыпается термит, из которого при горении будет выплавляться железо.

На практике также свариваются трубы, металлические листы, толстые кабели, почти все стальные конструкции.

Стоит отдельно упомянуть о процедуре сварки кабелей. Для этого специально используются прессованные термитные шашки, а не насыпная смесь. Это необходимо для удобства проведения работ. В термитной шашке есть отвесртие, в которое вставляются два провода, (в отверстии находится кокиль - форма для отливки и сведения проводов), а также выемка для помещения запала смеси. Такой способ полезен при сварке толстых кабелей. Соединение данным способом выходит куда прочнее и надежнее, чем обыкновенная пайка или тем более скрутка. Обычно использование термитной сварки применяется на проводниках, имеющих поперечное сечение от 25 мм² до 240 мм². Но это довльно грубое обобщение, т.к этот диапазон напрямую зависит от типа кабеля, материала, вида термитной смеси и пр. Ясно, что применение термитной сварки на провдниках, имеющих куда меньшее сечение - недопустимо, т.к это приведет к тому, что материал попросту сгорит.

Термит также используется для резки металлов, ввиду опять же, высокой температуры его горения. Например, для отделения ступеней космической ракеты, часто используются термитные смеси, которые отрезают, а точнее сжигают крепления ступени, когда в ней закончится топливо. Или же для того, чтобы демонтировать крупную стальную конструкцию: в нужных точках просто устанавливаются термитные шашки или шнуры.

Классовые противоречия, продолжаемые вооруженным путем также потребовали различных видов вооружения. Здесь термит также был использован.
Термитные смеси использовались в первые в гранатах, в качестве зажигательной смеси. Во время первой мировой войны, против машин, деревянных конструкций, и прочего, буржуазная интеллигенция разработала артиллерийские зажигательные снаряды. На основе термита созданы авиабомбы и прочее. Они позволяли прожигать насквозь толстую броню танков, или устраивать поджог зданий.

Но всё же, помимо сжигания чего-то, термитные смеси, из-за высокой яркости горения применяются в сигнальных и осветительных ракетах.

На данных примерах мы с вами убедились в огромном значении термита в жизни человека.