A | B | C | D | E | F | G | H | CH | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
Termit (thermit, thermite) je pyrotechnická směs, která po iniciaci silně exotermně reaguje, a to výjimečně vysokou teplotou - reakce této směsi se nazývá aluminotermická reakce. Označení termit se používá především pro směs práškového hliníku (pyrohliníku) a oxidu železitého, ale i pro jiné pyrotechnické směsi, s práškovým kovem a oxidem jiného kovu. Reakce hoření termitu je typická tím, že vzniká vysoká teplota 2000 až 3000 °C (je silně exotermická), hoření probíhá beze vzniku výrazného množství plynných zplodin (téměř bezplamenné hoření) a struska je v tekutém stavu. Termit hoří i bez přístupu vzdušného kyslíku a dokonce i pod vodou.
Hoření termitu se zakládá na aluminotermické reakci (redox systém), kde redukční činidlo je práškový hliník a oxidační činidlo oxid kovu.
- 2 Al + Fe2O3 → 2 Fe + Al2O3
- 8 Al + 3 Fe3O4 → 9 Fe + 4 Al2O3
Termit byl objeven v roce 1893. Nejčastější složení termitu je: 25 % pyrohliníku a 75 % oxidů železa (okují). Pyrohliník je prášková forma hliníku, u které se vyžaduje především malý obsah nečistot a vhodný tvar zrn. Okuje jsou směsí oxidů železa, které vznikají například při jeho zpracování na válcovacích stolicích a kutí. Termit s takovýmto složením má nevýhodu ve velmi vysoké zápalné teplotě: 800 až 1300 °C, takže vyžaduje účinný prostředek pro zapálení.
Použití termitu
V průmyslu se termity používají na přípravu některých těžko tavitelných kovů, například manganu nebo chromu podle rovnic
- 3 Mn3O4 + 8 Al → 4 Al2O3 + 9 Mn
- Cr2O3 + 2 Al → Al2O3 + 2 Cr
Při sváření kolejnic[1] se práškový termit nasype do speciální nádoby a zapálí. Po vyhoření roztavené železo vyteče do formy obepínající konce kolejnic, vyplní mezeru mezi nimi a vytvoří kvalitní svár. Další použití termitu jsou tzv. termitové dmuchavky – obvykle uzavřené nádoby s lisovaným termitem s nízkou emisí plynů a počinovou složí s elektrickým palníkem ve spodní, otevřené, části. Po zapálení odtékající tavenina prohřívá a propaluje materiál, na kterém je nádoba postavena. Jiným použitím jsou tzv. žárové zápalky – obvykle hliníkové trubičky plněné termitem a počinovou složí + hlavičkou po frikci nebo elektrickým palníkem.
Volně smíchaný termit z oxidu železitého a hliníku 75/25 má hustotu 0,7 g/cm3 a obsah energie 2 800 J/cm3. Toto je poměrně málo a takto připravený termit je často neschopen tavit ocelové nádoby ve kterých je demonstrativně umístěn, popř. předměty jako jsou ocelové sloupy. Běžným lisováním lze termit stlačit na hustoty 2–3 g/cm3 a silné lisy jej stlačí i na hustoty přes 4 g/cm3 (termit s malým přebytkem hustějšího oxidu železitého lze stlačit až na 4,9 g/cm3). Takto připravený termit má energetickou hustotu 16 kJ/cm3 a vlivem absence množství vzduchových bublinek hoří pomalu (řádově 1 cm/s) a navíc příliš neprská roztavené železo mimo cíl (u termitu s nízkou hustotou je železo rozprašováno i rozepnutým vzduchem uvnitř termitu, což je umocňováno i rychlostí reakce která neumožňuje více kultivovaný únik bublinek vzduchu a železných par). Lisovaný termit je tak dramaticky účinnější při tavení předmětů než laicky nasypaný termit nízké hustoty.
Maximální hustota termitu z oxidu železitého s nulovou kyslíkovou bilancí je 4,175 g/cm³. Adiabatická (tj. beze ztrát tepla do okolí) teplota hoření[rozpor] se započítáním změny fází je 2 861 °C (3 134 K). Je to teplota varu vzniklého železa, které vypařováním odebírá teplo hořící směsi, čímž udržuje konstantní teplotu (podobně voda v hrnci limituje teplotu na 100 °C i při maximální snaze hořáku). Na kilogram adiabaticky hořícího termitu vznikne 78,4 g (asi 200 l) železné páry, takže k vlastní produkci plynů dochází. Neadiabatický průběh reakce malých množství však objem těchto par značně snižuje. Vyprodukovaná energie je 3 956 J/g a energetická hustota je 16 516 J/cm3.
Malé a rapidně hořící termitové řezačky jsou používány pro rapidní překonání ocelových sloupků a mříží tam, kde by relativní pomalost a vysoká hmotnost zařízení na bázi stlačených plynů (autogen apod.) či pil/hydraulických nůžek nebyla vhodná (operace pod vodou, rapidní vnik do objektů při zásahu ozbrojených složek).[2]
Termit se používá ve vojenství jako zápalná látka – náplň zápalných malorážových pum, zápalně-průbojných střel a zápalných granátů. Náplně municí obsahují zpravidla směs 50–80 % termitu a pomocných látek, které zlepšují vlastnosti při výrobě i při použití. Příklad termitu pro letecké bomby: 24 % pyrohliníku, 50 % oxidů železa (okují) a 26 % dusičnanu barnatého. Přísada dusičnanu snižuje zápalnou teplotu termitu na 500–700 °C, plyny vznikající při hoření zvyšují zápalné schopnosti termitu a baryum zvyšuje tekutost strusky. Část hliníku může být též nahrazena hořčíkem a ferosiliciem. Z kovových příměsí mohou termity obsahovat např. vápník, z jiných např. inertní lehká tavidla, která na povrchu vytvářejí kompaktní strusku a zabraňují úniku tepla do okolí a tak zvyšují teplotu v podkladové reakční zóně. Pro dokonalejší využití pumy se jako obalový materiál obvykle využívají slitiny hořčíku a hliníku (elektrony).
Směsi podobné termitům se ve vojenské pyrotechnice používají též jako osvětlovací a signální světlice, a v civilní a zábavné pyrotechnice například při ohňostrojích.
Termit (nebo Thermate – viz dále) může být použit žháři pro úmyslné způsobení požáru. Po zlikvidování požáru patří mezi standardní postupy zjistit jeho možná ohniska a hledat stopy po těchto dvou chemických látkách.
Thermate
Thermate, česky termát je komerční verze termitu, která obsahuje přídavek síry, která způsobuje ještě rapidnější a agresívnější hoření a snižuje teplotu nutnou pro zahájení reakce.
Český název jsou termáty a jde o pyrotechnické slože s velkým obsahem kovu (hliník, hořčík, ferosilicium). Snáze se zapalují a používají se jako počinové směsi pro zažehnutí termitů a jiných složí (např. TPH). Typické je použití také v pyrotechnických zápalkách. Jako nejběžnější oxidační činidlo snižující teplotu zapálení kovových směsí je používán dusičnan barnatý.
Malý přídavek síry v průmyslových termitech slouží především ke snížení jiskřivosti směsi během hoření, které způsobuje redukované železo a odvádí se tak zbytečně teplo z taveniny. Nesmí ji být moc, jinak by zase došlo ke zbytečné emisi plynů a stejnému efektu.
Nanotermit
Nanotermit se nazývá termit, jehož složky jsou smíchány a promíseny mnohem dokonaleji než u běžného termitu, do jemného prášku. To umožňuje jeho větší efektivitu při použití, rychlejší a intenzivnější reakci a větší účinnost při hoření. Reakce s ním, coby reaktantem může uvolnit více energie než dynamit. Jeho příprava je náročná vzhledem k pokročilým technologickým postupům; nejkvalitnější nanotermit pochází jen z několika málo civilních a vojenských laboratoří[3][4].
Plamen
Jak termit, tak termát, reagují za doprovodu silně oranžového žáru, bohatého na jiskry, z agresivní exotermické oxidace. Ta se během několika sekund ustálí na teplotě přes ± 2000 °C; uvolněná energie z reakce dokáže např. tavit ocel či jiné kovy s vysokým bodem tání. Termit a termáty reagují bílým až oranžovým oslnivým žárem, často jiskřivým z tavícího se znovuzapáleného železa z redukce. Pokud hoří oranžově nebo žlutě, obsahuje soli sodíku, např. ve formě oxidačního činidla nebo tavidla.
U ocele mohou být její drobné úlomky roztavené hořením odhozeny (řádově decimetry) od místa reakce, při čemž vytvoří drobné kuličky, veliké řádově od několika nanometrů až jednoho milimetru v průměru (kulový tvar je dán snahou roztavené oceli zaujmout co nejmenší povrch k danému objemu vlivem povrchového napětí – po odvržení z centra žáru se „kapka“ oceli ochladí a v této podobě již zůstane).
Odkazy
Reference
V tomto článku byl použit překlad textu z článku Termit (chémia) na slovenské Wikipedii.
- ↑ svařování kolejnic termitem Form-Thermit. : Dostupné online.
- ↑ https://www.youtube.com/watch?v=PhTiv5JGtD0
- ↑ Making Nanostructured Pyrotechnics in a Beaker . Grand Junction, CO: U.S.Dapartment of Energy, 10.4.2000 . Dostupné v archivu pořízeném dne 2016-12-23. (anglicky)
- ↑ MURDAY, James. Archivovaná kopie. In: Amptiac, Special Issue, Vol.6, No.1. Mill Street, New York 13440: DoD Reserchers, 2000. Dostupné v archivu pořízeném dne 2016-05-12. (anglicky) Archivováno 12. 5. 2016 na Wayback Machine.
Literatura
Externí odkazy
- Obrázky, zvuky či videa k tématu termit na Wikimedia Commons
Text je dostupný za podmienok Creative Commons Attribution/Share-Alike License 3.0 Unported; prípadne za ďalších podmienok. Podrobnejšie informácie nájdete na stránke Podmienky použitia.
Antropológia
Aplikované vedy
Bibliometria
Dejiny vedy
Encyklopédie
Filozofia vedy
Forenzné vedy
Humanitné vedy
Knižničná veda
Kryogenika
Kryptológia
Kulturológia
Literárna veda
Medzidisciplinárne oblasti
Metódy kvantitatívnej analýzy
Metavedy
Metodika
Text je dostupný za podmienok Creative
Commons Attribution/Share-Alike License 3.0 Unported; prípadne za ďalších
podmienok.
Podrobnejšie informácie nájdete na stránke Podmienky
použitia.
www.astronomia.sk | www.biologia.sk | www.botanika.sk | www.dejiny.sk | www.economy.sk | www.elektrotechnika.sk | www.estetika.sk | www.farmakologia.sk | www.filozofia.sk | Fyzika | www.futurologia.sk | www.genetika.sk | www.chemia.sk | www.lingvistika.sk | www.politologia.sk | www.psychologia.sk | www.sexuologia.sk | www.sociologia.sk | www.veda.sk I www.zoologia.sk