테르마이트

Thermite
흰개미, 서멀메이트 또는 서멀라이트와 혼동하지 마십시오.
이 기사는 인화성 물질에 관한 것입니다.만화책 캐릭터에 대해서는 써마이트(만화)를 참조하십시오.같은 이름의 폭발 장치는 소이탄 수류탄을 참조하십시오.
산화철(III)을 이용한 테르마이트 혼합물

테르마이트(/ˈrrmatt/)[1]는 금속분말과 금속산화물의 폭약조성물이다.테르마이트는 열이나 화학 반응에 의해 점화되면 발열 환원 산화(redox) 반응을 일으킨다.대부분의 품종은 폭발성이 없지만 좁은 지역에서 짧은 열과 고온을 일으킬 수 있습니다.작용 형태는 검은색 분말과 같은 다른 연료-산화제 혼합물과 유사합니다.

테르미트는 다양한 구성을 가지고 있다.연료는 알루미늄, 마그네슘, 티타늄, 아연, 실리콘, 붕소를 포함한다.알루미늄은 높은 끓는점과 낮은 비용 때문에 일반적입니다.산화제는 산화비스무트(III) 산화붕소(III) 산화규소(IV) 산화크롬(III) 산화망간(Manganes)을 포함한다.IV)산화철(II)산화철(II)III 산화물, 구리(II 산화물 및 납(II,IV) 산화물.[2]

Goldschmidt 공정이라고도 불리는 이 반응은 종종 철도 선로를 연결하는 데 사용되는 테르마이트 용접에 사용됩니다.테르미테는 금속 정제, 군수품 무력화, 그리고 소이탄 무기에도 사용되어 왔다.일부 테르마이트 유사 혼합물은 불꽃놀이에서 폭약식 개시제로 사용됩니다.

화학 반응

산화철(III)을 이용한 테르마이트 반응.바깥으로 날아가는 불꽃은 녹은 쇳덩어리들이 연기를 내뿜고 있다.

다음 예제에서는 알루미늄이 철보다 산소와 더 강하고 안정적인 결합을 형성하기 때문에 원소 알루미늄이 다른 금속(이 일반적인 예에서는 산화철)의 산화물을 감소시킵니다.

FeO23 + 2 Al → 2 Fe + AlO23

제품은 산화알루미늄, 원소철,[3] 다량의 열입니다.이 반응물은 일반적으로 분말을 만들고 바인더와 혼합하여 재료의 고체를 유지하고 분리를 방지합니다.

산화 크롬과 같은 다른 금속 산화물을 사용하여 주어진 금속을 원소 형태로 생성할 수 있습니다.예를 들어 구리 산화물과 원소 알루미늄을 사용한 구리 테르마이트 반응은 캐드웰딩이라고 불리는 프로세스에서 전기 조인트를 만드는 데 사용될 수 있으며, 이는 원소 구리(폭력적으로 반응할 수 있음)를 생성합니다.

3 CuO + 2 Al → 3 Cu + AlO23

나노 크기의 입자를 가진 체르미트는 준거성 분자간 복합재료, 슈퍼 서마이트,[4] 나노 서마이트,[5] 나노 복합 에너지 [6][7][8]물질 등 다양한 용어로 표현된다.

역사

테르미트 반응은 1893년에 발견되었고 1895년 독일의 화학자 한스 골드슈미트에 [9]의해 특허를 받았다.결과적으로, 그 반응은 때때로 "골드슈미트 반응" 또는 "골드슈미트 과정"이라고 불린다.Goldschmidt는 원래 제련에서 탄소의 사용을 피함으로써 매우 순수한 금속을 생산하는 데 관심이 있었지만,[10] 곧 용접에서 테르마이트의 가치를 발견했습니다.

테르마이트의 첫 번째 상업적 응용은 1899년 [11]에센에서 전차 선로를 용접한 것입니다.

종류들

주철 냄비에서 발생하는 테르마이트 반응

적색 산화철(III)은23 [12][13][14]테르마이트에 사용되는 가장 일반적인 산화철입니다.마그네타이트도 [15]작용합니다.망간 테르마이트의 MnO2, 크롬 테르마이트의 CrO23, 실리콘 테르마이트의 석영, 구리 등 다른 산화물이 사용되기도 한다.II) 구리 테르마이트의 산화물. 단, 특수한 [15]목적으로만 사용.이 모든 예에서는 반응성 금속으로 알루미늄을 사용합니다.불소 고분자는 특수 배합물에 사용될 수 있으며, 마그네슘 또는 알루미늄을 사용하는 테플론이 비교적 일반적인 예입니다.마그네슘/테프론/비톤도 이런 유형의 [16]또 다른 발열제입니다.

드라이아이스(얼린 이산화탄소)와 마그네슘, 알루미늄, 붕소와 같은 환원제의 조합은 기존의 테르마이트 혼합물과 동일한 화학 반응을 통해 금속 산화물과 탄소를 생성합니다.드라이아이스 테르마이트 혼합물의 매우 낮은 온도에도 불구하고 이러한 시스템은 화염으로 [17]점화될 수 있습니다.성분을 미세하게 분할해 파이프에 가둬 전통적인 폭발물처럼 무장하면 이 극저온열광은 폭발할 수 있고 반응에서 방출되는 탄소의 일부가 다이아몬드 [18]형태로 나타난다.

원칙적으로 알루미늄 대신 반응성 금속을 사용할 수 있습니다.알루미늄의 특성이 이 반응에 거의 이상적이기 때문에 이 작업은 거의 수행되지 않습니다.

  • 그것은 반응성이 매우 높은 금속들 중 단연코 가장 싸다.예를 들어, 2014년 12월 주석 가격은 미터톤당 US$19,829, 아연은 US$2,180/t,[19] 알루미늄은 US$1,910/t였습니다.
  • 다른 많은 반응성 [20]금속보다 취급이 안전하도록 패시베이션 층을 형성합니다.
  • 녹는점(660°C)이 비교적 낮기 때문에 금속을 녹이기 쉬워 주로 액상에서 반응이 일어나 매우 빠르게 진행됩니다.
  • 비등점(2519°C)이 높으면 비등점 바로 아래까지 최대 온도를 제한하는 프로세스가 있기 때문에 반응이 매우 높은 온도에 도달할 수 있습니다.이러한 높은 끓는점은 전이 금속(예: 철과 구리가 각각 2887과 2582°C에서 끓는 것)에서 흔히 볼 수 있지만, 특히 반응성이 매우 높은 금속(예: 마그네슘과 나트륨 참조, 각각 1090과 883°C에서 끓는 것)에서는 매우 이례적이다.
  • 또, 이 반응에 의해 형성되는 산화알루미늄의 밀도가 낮기 때문에, 순금속상에 부유하는 경향이 있다.이는 용접부의 오염을 줄이는 데 특히 중요합니다.

반응물은 실온에서 안정적이지만 점화 온도로 가열되면 매우 강한 발열 반응과 함께 연소됩니다.이 제품은 고온(산화철(III)의 경우 최대 2500°C)에 도달했기 때문에 액체로 나타납니다. 그러나 실제 도달 온도는 열이 주변 환경으로 얼마나 빨리 방출되는지에 따라 달라집니다.테르마이트는 자체 산소 공급을 포함하고 있으며 외부 공기 공급원이 필요하지 않습니다.따라서 질식할 수 없으며 충분한 초기 열이 주어지면 어떤 환경에서도 발화할 수 있다.젖은 상태에서는 잘 타며, 물로 쉽게 소화할 수 없습니다. 그러나 충분한 양의 물이 충분한 열을 제거할 경우 반응을 [21]멈출 수 있습니다.소량의 물은 반응에 도달하기 전에 끓는다.그래도 [22]테르마이트는 수중 용접에 사용된다.

테르미트는 연소 중에 가스가 거의 생성되지 않고 반응 온도가 높으며 용융 슬래그가 생성되는 것이 특징입니다.연료는 높은 연소열을 가지고 낮은 녹는점과 높은 끓는점을 가진 산화물을 생성해야 합니다.산화제는 최소 25%의 산소를 포함하고, 고밀도, 낮은 생성열을 가지며, 낮은 용해점과 높은 끓는점을 가진 금속을 생성해야 합니다(따라서 방출되는 에너지는 반응 생성물의 증발에 소비되지 않습니다).유기 바인더는 그 기계적 특성을 개선하기 위해 조성물에 첨가될 수 있지만, 흡열 분해 생성물을 생성하는 경향이 있어 반응 열의 손실과 [23]가스 생산을 야기한다.

반응 중에 얻어지는 온도가 결과를 결정합니다.이상적인 경우, 이 반응은 금속과 슬래그의 잘 분리된 용융을 생성합니다.이를 위해 온도는 반응 생성물, 결과 금속 및 연료 산화물을 모두 녹일 수 있을 정도로 높아야 합니다.온도가 너무 낮으면 소결 금속과 슬래그의 혼합물이 생성되고, 온도가 너무 높으면(반응물 또는 제품의 끓는점 이상) 가스가 빠르게 생성되어 연소 반응 혼합물이 분산되며, 때로는 낮은 수율 폭발과 유사한 효과가 있습니다.알루미늄 발열 반응에 의한 금속을 제조하기 위한 조성물에서는 이러한 효과를 중화시킬 수 있다.너무 낮은 반응 온도(예: 모래에서 실리콘을 생산할 때)는 적절한 산화제(예: 알루미늄-황-모래 조성물의 황)를 첨가하여 상승시킬 수 있으며, 너무 높은 온도는 적절한 냉각수 및/또는 슬래그 플럭스를 사용하여 낮출 수 있습니다.아마추어 구성에 자주 사용되는 플럭스는 플루오르화칼슘으로, 반응량이 극히 적고, 녹는점이 비교적 낮고, 고온에서 용융 점도가 낮으며(따라서 슬래그의 유동성이 증가), 알루미나와 공융점을 형성합니다.그러나 플럭스가 너무 많으면 연소를 지속할 수 없을 정도로 반응물이 희석됩니다.금속 산화물의 유형은 또한 생성되는 에너지 양에 큰 영향을 미칩니다. 산화물이 많을수록 생성되는 에너지 양도 증가합니다.좋은 예는 망간의 차이입니다.IV 산화물 및 망간(Ⅱ) 산화물이 너무 높은 온도를 발생시키고 연소가 거의 되지 않는 경우 산화물 두 가지 비율이 적절한 혼합물을 사용할 [24]수 있다.

반응 속도는 입자 크기에 따라 조정할 수도 있습니다. 거친 입자는 미세한 입자보다 느리게 연소됩니다.이 효과는 입자가 반응을 시작하기 위해 더 높은 온도로 가열되어야 할 때 더욱 두드러집니다.이 효과는 나노미터에 의해 극단적으로 추진된다.

환경에 열이 손실되지 않을 때 단열 조건에서의 반응에서 달성되는 온도는 반응 자체에 의해 생성된 에너지를 계산하고(제품의 엔탈피에서 반응물의 엔탈피를 감산함) 제품을 가열하여 소비되는 에너지를 빼서(thei에서) 헤스의 법칙을 사용하여 추정할 수 있다.r 물질이 온도만 변화할 때 비열, 물질이 녹거나 끓을 때 용융 엔탈피와 최종적으로 기화 엔탈피).실제 상황에서는 반응이 환경에 열을 잃기 때문에 달성된 온도는 다소 낮습니다.열전달속도는 유한하므로 반응이 빠를수록 단열조건에 가까워지고 도달온도가 [25]높아집니다.

철테르마이트

가장 흔한 성분은 철테르마이트입니다.사용되는 산화제는 보통 산화철(III) 또는 철(II),III) 산화물.전자는 열을 더 많이 발생시킨다.후자는 산화물의 결정 구조 때문에 발화하기가 더 쉽습니다.구리 또는 망간 산화물을 추가하면 점화 용이성을 크게 개선할 수 있습니다.준비된 테르마이트의 밀도는 종종 0.7g/cm까지3 낮습니다.이는 결국 갇힌 공기의 팽창으로 인해 상대적으로 낮은3 에너지 밀도(약 3kJ/cm), 빠른 연소 시간 및 용융된 쇳물의 분무로 이어집니다.테르마이트는 4.9g/cm3(약 16kJ/cm3)의 높은 밀도로 압착할 수 있으며 연소 속도는 약 1cm/s입니다.프레스 테르마이트는 용해력이 더 높습니다. 즉, 저밀도 [26]테르마이트가 실패할 수 있는 강철 컵을 녹일 수 있습니다.내열성 케이스와 [27]노즐이 있는 절단 장치에 첨가제 유무에 관계없이 철 테르마이트를 압입할 수 있습니다.산소 철의 균형을 잡았습니다 thermite 2Al+까지의 Fe2O3이 이론적인 최대 밀도의 4.175 g/cm3 단열에 타서 온도의 3135 K또는 2862°C또는 5183면(로 위상 전환을 포함하는 3135 K의 직결된 철,에 의해 제한되)이 알루미늄 산화물은(간단히)에서 쇳물이나 생산된 철은 대부분 액체로 부분의 그것에 기체 형태-각각 78.4go테르마이트 kg당 f 철 증기가 생성됩니다.에너지 함량은 945.4cal/g(3956J/g)입니다.에너지 밀도는 16516J/[28]cm입니다3.

발명된 최초의 혼합물은 산화철을 밀 스케일 형태로 사용했다.그 구성은 [23]점화하기 매우 어려웠다.

구리 테르마이트

구리 테르마이트는 산화구리(I2) 또는 구리(CuO, 빨간색)를 사용하여 제조할 수 있습니다.II) 산화물(CuO, 검은색)연소 속도가 매우 빠르고 구리 녹는점이 상대적으로 낮기 때문에 이 반응은 매우 짧은 시간 내에 상당한 양의 용융 구리를 생성합니다.구리(II) 테르마이트 반응은 섬광 분말의 일종으로 간주될 정도로 빠르다.폭발이 일어나 구리 방울이 상당한 [29]거리로 분사될 수 있습니다.산화알루미늄을 용융하고 구리를 액체 및 기체 형태로 하여 이론적으로 최대 밀도가 5.109g/cm이고3 단열염 온도 2843K(상전이 포함)이며, 이 테르마이트는 kg당 343g의 구리 증기를 제조한다.에너지 함량은 974cal/[28]g입니다.

구리(I) 테르마이트는 두꺼운 구리 도체의 용접(캐드 용접)과 같은 산업 용도로 사용됩니다.이러한 종류의 용접은 전기 추진과 같은 고전류 시스템에 사용하기 위해 [30]미 해군 함대의 케이블 스플라이싱에 대해서도 평가되고 있습니다.산화알루미늄을 용융하고 구리를 액체 및 기체 형태로 하여 이론적으로 최대 밀도가 5.280g/cm이고3 단열염 온도 2843K(상전이 포함)이며, 이 테르마이트는 kg당 77.6g의 구리 증기를 생성한다.에너지 함량은 [28]575.5cal/g입니다.

서멀메이트

주요 기사:테르메이트

열산염 조성물은 소금 기반 산화제(일반적으로 질산바륨 또는 과산화물)로 농축된 테르마이트입니다.체온과 대조적으로, 열산염은 화염과 가스의 진화와 함께 타오릅니다.산화제의 존재는 혼합물의 발화를 용이하게 하며, 진화된 가스가 용융 슬래그를 투사하고 기계적 [23]교반을 제공하기 때문에 연소 조성에 의한 타겟의 침투성을 개선합니다.이 메커니즘은 테르마이트의 효과가 더 국지적이기 때문에 연소 목적 및 민감한 장비(예: 암호 장치)의 긴급 파괴에 테르마이트보다 더 적합하게 만든다.

점화

산화철(III)을 이용한 테르마이트 반응

금속은 적절한 조건에서 나무나 휘발유의 연소와 유사한 과정에서 연소됩니다.(사실 녹은 매우 느린 속도로 강철 또는 철의 산화에 의한 결과입니다.)테르마이트 반응은 금속 연료의 올바른 혼합물이 결합되어 점화될 때 발생합니다.점화 자체는 매우 높은 [citation needed]온도를 필요로 합니다.

테르마이트 반응의 점화에는 일반적으로 반짝이거나 쉽게 구할 수 있는 마그네슘 리본이 필요하지만, 점화에는 신뢰성이 떨어지고 예측할 수 없기 때문에 지속적인 노력이 필요할 수 있습니다.이러한 온도는 기존의 흑색 분말 퓨즈, 니트로셀룰로오스 막대, 뇌관, 폭약식 개시제 또는 기타 일반적인 점화 [15]물질로는 도달할 수 없습니다.테르마이트가 밝은 빨간색으로 빛날 정도로 뜨거울 때에도,[citation needed] 반응을 시작하기 위해서는 흰색 또는 그 근처에 있어야 하기 때문에, 테르마이트는 점화되지 않습니다.올바르게 [31]수행된 경우 프로판 토치를 사용하여 반응을 시작할 수 있습니다.

종종 마그네슘 금속 조각이 퓨즈로 사용됩니다.금속은 냉각 가스를 방출하지 않고 연소하기 때문에 잠재적으로 매우 높은 온도에서 연소할 수 있습니다.마그네슘과 같은 반응성 금속은 테르마이트 점화에 충분히 높은 온도에 쉽게 도달할 수 있습니다.마그네슘 발화는 주로 쉽게 [15]구할 수 있기 때문에 아마추어 테르마이트 사용자들 사이에서 여전히 인기가 있지만, 연소 스트립의 일부가 혼합물에 빠져서 조기 발화가 발생할 수 있습니다.

마그네슘 방법 대신 과망간산칼륨과 글리세롤 또는 에틸렌글리콜의 반응을 사용한다.이 두 물질이 섞이면 자연 반응이 시작되어 불꽃이 날 때까지 혼합물의 온도가 서서히 상승합니다.글리세린의 산화에 의해 방출되는 열은 테르마이트 [15]반응을 일으키기에 충분하다.

마그네슘 점화 외에도 일부 아마추어들은 테르마이트 [32]혼합물을 점화하기 위해 스파클러를 사용하기도 한다.이는 필요한 온도에 도달하여 연소점이 [33]샘플에 도달할 때까지 충분한 시간을 제공합니다.이것은 위험한 방법일 수 있습니다.마그네슘 스트립과 같은 철 불꽃이 수천 도에서 타오르고 테르마이트에 점화될 수 있지만, 스파클러 자체는 테르마이트와 접촉하지 않습니다.이것은 특히 테르마이트가 잘게 가루로 되어 있는 경우에는 위험하다.

성냥개비는 테르마이트에 불이 붙을 만큼 뜨겁게 타오릅니다.알루미늄 호일로 둘러싸인 성냥 헤드와 성냥 헤드로 이어지는 충분히 긴 점착/전기 성냥을 사용할 수 있다.

마찬가지로, 미세하게 분쇄된 테르마이트는 금속(이 경우 반응성이 매우 높은 희토류 금속 랜턴과 세륨)[34]을 연소시키기 때문에 부싯돌 스파크 라이터로 점화될 수 있습니다.따라서 테르마이트에 라이터를 가까이 대는 것은 안전하지 않습니다.

민간 용도

철도 용접에 대한 테르마이트 반응 절차:그 직후, 액체 철이 레일 틈새 주변의 몰드로 흐릅니다.
이와 같은 테르마이트 용접을 위한 세라믹 몰드의 잔여물은 스웨덴 스톡홀름의 오스트펠테트 전차역 근처에서 철도 근로자들이 남긴 채 선로를 따라 발견되기도 합니다.

테르마이트 반응은 다양한 용도로 사용됩니다.폭발물이 아니라 극소 면적을 극도의 고온에 노출시키는 방식으로 작동합니다.작은 스폿에 집중된 강한 열은 부품의 금속을 용해하고 테르마이트 반응 [citation needed]자체에서 용융된 금속을 주입하여 금속 또는 용접 금속 부품을 함께 절단하는 데 사용할 수 있습니다.

테르마이트는 설치된 [35]위치에서 부품을 제거하지 않고 수리가 이루어질 수 있는 기관차 축 프레임과 같은 두꺼운 강철 섹션의 현장 용접에 의해 수리에 사용될 수 있다.

테르마이트는 레일 트랙과 같은 강철을 복잡하고 무거운 [36][37]장비 없이 빠르게 절단하거나 용접하는 데 사용할 수 있습니다.그러나 이러한 용접 접합부에는 슬래그 포함물이나 공극(구멍)과 같은 결함이 종종 존재하기 때문에 공정을 성공적으로 운영하기 위해서는 상당한 주의가 필요합니다.레일의 테르마이트 용접 수치 분석은 주조 냉각 분석과 유사하게 접근했습니다.테르마이트 레일 용접의 이 유한 요소 분석과 실험 분석 모두 용접 간격이 결함 [38]형성에 가장 영향을 미치는 매개 변수임을 보여줍니다.용접 간격이 증가하면 수축 공동 형성 및 냉간 랩 용접 결함이 감소하고 예열 및 테르마이트 온도가 증가하면 이러한 결함이 감소하는 것으로 나타났습니다.그러나 이러한 결점을 줄이면 두 번째 결점의 형태인 미세공성을 [39]촉진합니다.또한 고속 및 무거운 액슬 하중 [40]라인의 마모를 유발할 수 있는 조인트가 빠지지 않고 레일이 직선 상태를 유지하도록 주의해야 합니다.

테르마이트 반응은 일부 금속의 광석을 정화하기 위해 사용될 때, 일컬어진다.테르마이트 과정 또는 알루미늄 열반응.순수한 우라늄을 얻기 위해 사용되는 반응의 변형은 프랭크 스피딩의 지시로 에임스 연구소의 맨해튼 프로젝트의 일부로 개발되었다.이것은 때때로 Ames [41]과정이라고 불린다.

구리 테르마이트는 전기 연결을 위해 두꺼운 구리 와이어를 용접하는 데 사용됩니다.전기 유틸리티 및 통신 산업(발열 용접 연결부)에서 광범위하게 사용됩니다.

군사용

테르마이트 수류탄과 돌격은 일반적으로 반물질적 역할과 장비의 부분 파괴 모두에서 군대에 의해 사용된다. 후자는 안전하고 철저한 [42][43]방법을 위해 시간이 없을 때 일반적으로 사용된다.예를 들어 테르마이트는 적군에 의해 포획될 위험이 있을 때 암호장비의 긴급 파괴에 사용할 수 있다.표준 철 서마이트는 발화가 어렵고, 실질적으로 불꽃이 없고, 작용 반경이 작기 때문에 표준 테르마이트 자체는 소성 조성물로 거의 사용되지 않는다.일반적으로 테르마이트 혼합물의 가스 반응 생성물 부피가 증가하면 해당 특정 테르마이트 [44]혼합물의 열 전달 속도(따라서 손상)가 증가합니다.그것은 보통 소성 효과를 증가시키는 다른 성분과 함께 사용된다.Thermate-TH3는 연소 목적으로 [45]표준 테르마이트보다 우수한 것으로 확인된 테르마이트와 폭약성 첨가물의 혼합물입니다.중량 기준의 구성은 일반적으로 테르마이트 68.7%, 질산바륨 29.0%, 황 2.0%, 바인더(PBAN [45]등) 0.3%이다.테르마이트에 질산바륨을 첨가하면 열효과가 증가하고, 더 큰 불꽃이 발생하며, 점화온도를 [45]크게 낮춥니다.Thermate-TH3의 주된 목적은 소성 반물질 무기이지만 금속 부품을 용접하는 데도 사용된다.

테르마이트의 전형적인 군사 용도는 포탄을 무력화하는 것이며,[46] 노르망디주 Pointe du Hoc과 같은 2차 세계대전 이후 이러한 목적으로 사용되어 왔다.테르마이트는 폭발물을 사용하지 않고도 포탄을 영구적으로 무력화할 수 있기 때문에 작전에 침묵이 필요할 때 테르마이트를 사용할 수 있다.이는 하나 이상의 무장 테르마이트 수류탄을 후미에 삽입한 후 신속하게 닫으면 됩니다. 이렇게 하면 후미가 닫히고 무기를 장착할 [47]수 없게 됩니다.또는 총신 안에서 발사된 테르마이트 수류탄이 총신에 닿아 무기를 발사할 위험이 있다.테르마이트는 또한 무기의 횡단과 상승 메커니즘을 용접할 수 있기 때문에 적절한 조준을 하는 것이 [citation needed]매우 어렵습니다.

제2차 세계대전 동안 독일과 연합군의 소이탄은 테르마이트 [48][49]혼합물을 사용했다.소이탄은 보통 마그네슘 퓨즈에 의해 점화되는 수십 개의 얇고 테르미트가 채워진 통으로 구성되었다.소이탄은 테르마이트에 의해 시작된 화재로 인해 많은 도시에 막대한 피해를 입혔다.주로 목조 건물로 구성된 도시들은 특히 취약했다.이 소이탄들은 주로 야간 공습 때 사용되었다.야간에는 폭격 조준경을 사용할 수 없었기 때문에 정밀 배치 없이 목표물을 파괴할 수 있는 군수품을 사용할 필요가 있었다.

위험 요소

테르마이트의 격렬한 영향

테르마이트 사용은 생성된 매우 높은 온도와 한번 시작된 반응을 질식시키는 것이 극도로 어렵기 때문에 위험합니다.반응으로 방출된 용융 철의 작은 흐름은 상당한 거리를 이동할 수 있으며 금속 용기를 통해 녹아 내용물에 불이 붙을 수 있습니다.또한 아연과 같이 끓는점이 상대적으로 낮은 가연성 금속(비등점이 907°C로 테르마이트가 연소되는 온도보다 약 1,370°C 낮음)은 테르마이트 [citation needed]반응 근처에 있는 경우 과열 비등 금속을 공기 중으로 격렬하게 분사할 수 있습니다.

어떠한 이유로 테르마이트가 가열 또는 테르마이트 성분과의 반응 시 가스를 발생시킬 수 있는 유기물, 수화산화물 및 기타 화합물에 오염되어 있는 경우에는 반응생성물을 분무할 수 있다.또한 테르마이트 혼합물이 공기로 충분한 빈 공간을 포함하고 충분히 빠르게 연소할 경우 과열된 공기로 인해 혼합물이 분사될 수도 있습니다.따라서 비교적 조분말을 사용하는 것이 바람직하므로 반응속도가 적당하고 뜨거운 가스가 반응영역을 벗어날 수 있다.

발화 전 테르마이트 예열은 예를 들어 최근에 발화한 테르마이트 슬래그 더미 위에 새 테르마이트 더미를 붓는 등 우발적으로 쉽게 이루어질 수 있습니다.점화되면 예열된 테르마이트는 거의 즉각적으로 연소하여 정상보다 훨씬 높은 속도로 빛과 열에너지를 방출하고 일반적으로 상당히 안전한 [citation needed]거리에서 화상 및 눈 손상을 일으킬 수 있습니다.

테르마이트 반응은 작업자가 철 금속을 사용한 연마 연삭 및 절단 휠을 사용하는 산업 현장에서 우연히 발생할 수 있습니다.이 상황에서 알루미늄을 사용하면 산화물이 혼합되어 [50]격렬하게 폭발할 수 있습니다.

물을 테르마이트와 섞거나 불타는 테르마이트에 물을 붓는 것은 증기 폭발을 일으켜 뜨거운 파편을 [51]사방으로 뿌릴 수 있습니다.

테르마이트의 주요 성분은 독일제플린 힌덴부르크의 페인트 코팅이나 도프에 각각의 특성, 특히 반사율과 단열재로 사용되었고, 이는 아마도 불타는 파괴에 기여했을 것이다.이것은 전 나사의 과학자 애디슨 베인에 의해 제안되었고, 후에 반포용적인 결과로 과학 리얼리티 TV 쇼 MythBusters에 의해 소규모로 테스트되었습니다.힌덴부르크의 [52]몸)MythBusters 프로그램은 또한 인터넷에서 발견된 비디오의 진실성을 테스트했는데, 이 비디오는 금속 양동이에 있는 테르마이트의 양이 얼음 블록 위에 앉아 있다가 점화되어 갑작스러운 폭발을 일으켰다.그들은 폭발 지점에서 50미터 떨어진 곳에서 거대한 얼음 덩어리를 발견하면서 결과를 확인할 수 있었다.공동 진행자인 제이미 하이네만은 이것이 테르마이트 혼합물 에어로졸라이징 때문인 것으로 추측했는데, 아마도 수증기 구름 속에서 에어로졸라이징이 더 빨리 타게 되었을 것이라고 추측했다.하이네만은 또한 이 현상을 설명하는 또 다른 이론에 대해 회의적인 목소리를 냈는데, 그것은 그 반응이 얼음 속의 수소와 산소를 분리시키고 나서 그것들을 점화시켰다는 것이다.이 설명은 폭발이 고온의 용융 알루미늄과 물의 반응 때문이라고 주장합니다.알루미늄은 고온에서 물이나 증기와 격렬하게 반응하여 수소를 방출하고 산화합니다.그 반응의 속도와 그 결과 발생하는 수소의 발화는 확인된 [53]폭발을 쉽게 설명할 수 있다.이 과정은 금속 칼륨을 물에 떨어뜨려 발생하는 폭발 반응과 유사합니다.

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레퍼런스

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추가 정보

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  • M. Beckert (2002). "Hans Goldschmidt and the aluminothermics". Schweissen und Schneiden. 54 (9): 522–526.

외부 링크

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