Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2007 №9

Термит

Википедия

Термитная смесь (термит) (хим., тех.) (от греч. therme — жар, тепло) — порошкообразная смесь алюминия (реже магния) с оксидами различных металлов (обычно железа).

При воспламенении интенсивно сгорает с выделением большого количества теплоты (имеет температуру горения 2300–2700 °C)[66]. Смесь поджигают специальным Запалом (смесь ВаО₂, Mg, Na). Количественное соотношение компонентов смеси определяется стехиометрическим соотношением. Наиболее распространён железо-алюминиевый термит (содержащий прокалённую окалину или богатую железную руду), используемый для сварки рельсов и при отливке крупных деталей. 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. В военной технике термит используются в качестве зажигательных составов. В производстве ферросплавов термит с добавлением флюсов называется шихтой.

Алюминотермия (алюмотермия, от лат. алюминий и греч. therme — тепло, жар) — способ получения металлов, неметаллов (а также сплавов) восстановлением их оксидов металлическим алюминием:

2Аl + Сr₂O₃ = Аl₂0₃ + 2Сr

Реакция открыта в 1859 г. русским химиком Н.Н.Бекетовым. При этой реакции выделяется большое количество теплоты. Алюминотермия применяется для получения хрома, ванадия, марганца, вольфрама и других металлов и сплавов. Термит (смесь порошка алюминия с железной окалиной) используют при сварке рельсов, стальных труб, металлических конструкций.

Металлотермия — восстановление металлов из их соединений другими металлами, химически значительно более активными, чем восстанавливаемые, при повышенных температурах, например, алюминотермия, где восстановителем является алюминий. Как восстановители применяют кремний (обычно в виде ферросилиция), кальций, барий, магний, натрий, литий, лантан и др. Металлотермию используют для производства некоторых цветных и редких металлов. Выбор металла-восстановителя определяется экономическими показателями и термодинамическими показателями, и сильно зависит от природы восстанавливаемого соединения. Металлотермическому восстановлению подвергаются: оксиды, фториды, хлориды металлов и изредка сложные смеси оксидов и галогенидов, или непосредственно руды. Выбор металла-восстановителя так же определяется желательным отсутствием сплавления его с получаемым продуктом или легкую отделяемость методами химической обработки (выщелачиванием водой, щелочами или кислотами).

Термитная сварка — способ сварки, при котором для нагрева металла используется термит, состоящий из порошкообразной смеси металлического алюминия или магния и железной окалины.

При использовании термита на основе алюминия соединяемые детали заформовывают огнеупорным материалом, подогревают, место сварки заливают расплавленным термитом, который предварительно зажигают (электродугой или запалом). Жидкое железо, сплавляясь с основным металлом, даёт прочное соединение. Сварка термитом на основе алюминия применяется для соединения стальных и чугунных деталей — стыковки рельсов, труб, заварки трещин, наплавки поверхностей при ремонте.

Термит на основе магния используется в основном для соединения телефонных и телеграфных проводов, жил кабелей и т. п. Из термитной смеси изготовляют цилиндрические шашки с осевым каналом для провода и выемкой с торца для запала. Подлежащие сварке концы проводов заводят в шашку, после чего шашку зажигают и провода осаживают[67]. Термит на основе магния может быть использован также для сварки труб небольших диаметров.

«Блаженные братья»

Зажигательные смеси на основе термита представляют собой смесь алюминиевого порошка (пудры) и оксида железа. У этих составов очень высокая температура горения +2000°..+3500 °C! Они способны гореть без присутствия кислорода, их невозможно потушить водой. Некоторые виды термитов горят 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[68].

Изготавливается термит чрезвычайно 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). 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.

Алюминий

Алюминиевая пудра. Продается как краска "Серебрянка" в хозмаге в пакетиках по 50, 100, 150 г. На рынке в рядах лаков и красок можно найти в больших количествах и дешевле. Это порошок серо-серебристого цвета, очень сильно мажется и пылит. Разведенная с олифой серебрянка не подойдет.

Ну, где взять алюминиевую пудру вы теперь 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.

Окись железа

Сделайте сами. Сначала купите на рынке или в хозмаге (в отделе удобрений) железный купорос[69]. 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.

Там же на рынке или в хозмаге (но уже в отделе моющих средств) купите соду кальцинированную[70] — белый порошок, хорошо растворимый в воде, используется при стирке белья.

Изготовление окиси железа

Теперь сам процесс изготовления 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.

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.

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).

Термитный состав 2

Всё проделываем аналогично предыдущему, в таких же пропорциях, но вместо алюминиевой пудры берём напиленный напильником порошок алюминия. За счёт того, что алюминий более крупный, данный термит будет гореть медленнее и с более высокой температурой. Для этого состава нужен переходной инициатор.

Термитный состав 3

"Фосфатный термит".

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.

Фосфатный термит горит менее жарким пламенем, чем обычный. Для плавки железа он не пригоден.

Его неприятной особенностью является выделение фосфина при соприкосновении с водой. Фосфин — это очень ядовитый газ, самовоспламеняющийся на воздухе. Таким образом, этот состав в любом случае не стоит даже пытаться тушить водой.

Зажигательный состав

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 ниже методике из соотношения 2:2:7.

Алюминиевый порох

Очень эффектный состав — алюминиевый порох. По сравнению с обычным черным порохом он обладает намного большей теплотой горения, даёт красивую ярчайшую вспышку и способен детонировать. Идеальное средство для фейерверков и ослепляющих гранат!

Порох алюминиевый (сера[71] + алюминиевая пудра + селитра[72] = 2:2:7). Горение очень интенсивное и устойчивое, с яркой шапкой огня (точно как сварочный электрод). Скорость горения около 1,3 см/сек.

Положите щепотку пороха на керамическую плитку и подожгите — должно моментально сгореть с очень яркой вспышкой. Если горит медленно, значит, компоненты были плохо измельчены или просушены.

Фитиль

Теперь изготовьте фитиль из "Алюминиевого пороха" и соломинки для коктейля диаметром 4–5 мм). Главное, хорошо трамбуйте порох в соломинку при помощи спицы.

Чем лучше трамбовка, тем более уверенной будет инициация.

Всё! Зажигатель готов. Такой "соломинкой" можно легко поджечь «Термитный Состав 1».

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».

Термитный заряд

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 (прессований термит от одной "соломинки" может не загореться). Вставьте инициатор. Термитная шашка готова.

КАК БОРОТЬСЯ С ПОЖАРОМ, ВОЗНИКШИМ ОТ ЗАЖИГАТЕЛЬНОЙ БОМБЫ

Зажигательные бомбы обычно снаряжены термитной смесью, развивающей при горении температуру до 3 00 °C.

Через 15–30 секунд после падения бомбы термитная масса начинает гореть, плавиться и, выбрасываясь сквозь трещины и прогоревшие места оболочки бомбы, воспламеняет окружающие предметы. Расплавленный термит может вызвать прогорание пола того помещения, где разорвалась бомба. Протекший сквозь пол термит может создать новый очаг пожара в нижерасположенном помещении.

При тушении термитной бомбы нужно учитывать, что термит может гореть без притока к нему кислорода из внешнего воздуха.

Как же бороться с пожаром, возникшим от термитной бомбы?

Прежде всего, нужно тушить самую бомбу. Водой потушить горящий термит трудно. Для этого надо залить горящую бомбу сразу большим количеством воды, иначе вода от высокой температуры может разложиться на свои составные части — кислород и водород. Механическое же соединение газов кислорода и водорода образует взрывчатую смесь — "гремучий газ", который взрывается, соприкасаясь с открытым огнем.

Таким образом, при тушении термита водой могут возникнуть взрывы, что, конечно, будет способствовать развитию пожара и связанными с ним разрушениями. Термит надо тушить сухим песком без комьев и мусора. Заранее заготовленными кульками с песком (по 5–8 килограммов) сначала забрасывают основную массу бомбы, а затем отдельные очаги горящего термита, вырвавшегося из оболочки бомбы (при достаточном числе людей основная масса бомбы и отдельные очаги горящего термита тушатся одновременно). Если нет кульков, то забрасывание песком производится при помощи лопат. Слой песка должен закрывать оболочку бомбы, по возможности, со всех сторон, чтобы не допускать вытекания и выбрасывания зажигательного состава. Если от действия термита песок сам начнет плавиться, спекаться и оседать, обнажая те или иные места оболочки бомбы, то надо эти места снова засыпать свежим песком.

При тушении основной массы термитной бомбы следует подходить к ней не ближе чем на 3–4 метра, чтобы не воспламенить одежды и обуви. К мелким очагам горящего термита можно подходить вплотную.

Одновременно с тушением бомбы надо установить наблюдение в том помещении, над которым взорвалась бомба, чтобы своевременно обнаружить возможное протекание расплавленного термита и принять нужные меры защиты. К этим мерам относятся: устройство на полу огнестойкой подушки из песка или кирпичей под тем местом, где наблюдается или ожидается прогорание потолка; сосредоточение в угрожаемое помещение тушительных средств и разгрузка помещения от легко воспламеняемых предметов домашней обстановки. В случае прогорания потолка и проникновения в нижний этаж расплавленного термита, последний тушится песком, а прогоревшие части потолка — водой или при помощи огнетушителя.

По окончании тушения основной массы бомбы и отдельных очагов горящего термита приступают к тушению обычными средствами (водой, огнетушителем и пр.) успевших загореться окружающих предметов и частей здания. При этом в первую очередь надо ликвидировать огонь в коридорах и на лестницах, по которым производится спасательные работы, а также прекратить горение перекрытий, балок и тех частей здания, разрушение которых грозит обвалами.

Засыпанный песком термит не должен оставаться без наблюдения, так как под слоем песка может продолжаться обугливание и тление с последующим образованием пламени и нового очага пожара.

По окончании действия бомбы нужно оставшиеся части вместе с песком тщательно собрать и, вынеся во двор, зарыть в землю. Район разрыва тщательно осмотреть и залить водой места, где ещё наблюдается тление.

При борьбе с пожаром, помимо указанных правил, нужно соблюдать следующее:

— во всех помещениях, имеющих проводку электричества или газа, как можно скорее выключить электричество и газ;

— пользуясь водой, подходить к огню как можно ближе и направлять струю воды сверху вниз прямо в очаг огня;

— не тушить водой воспламенившиеся жидкие вещества, которые легче воды и не вступают с нею в химическое соединение; к таким веществам относятся керосин, бензин, газолин, скипидар, бензол, лигроин, эфир и пр. (горящий спирт тушить можно, так как спирт, разведенный водой до крепости 70 градусов, теряет способность гореть[73]); подобные горючие жидкости надо тушить при помощи огнетушителей, песка, земли или набрасывать на огонь брезенты, одеяла и другие покрытия из плотной ткани, чтобы лишить горящий очаг притока воздуха, поддерживающего горение;

— не разбивать оконных стекол и стараться не раскрывать окон и дверей, чтобы не создать тяги воздуха, способствующей разрастанию пожара;

— вынос имущества из квартир производить в организованном порядке по указаниям администрации дома, причем только из тех помещений, которым угрожает огонь; вынос имущества должен производиться, начиная с верхних этажей; в таком же порядке удаляются и люди из угрожаемых помещений;

— выносимое имущество должно складываться, по возможности, с наветренной стороны горящих частей здания, при этом в таком месте, чтобы не мешать развертыванию и работе пожарных команд.