Термитная смесь своими руками

«Реакция Гольдшмидта» или термит своими руками

Литьё металла – завораживающие зрелище, которое соединяет в себе различные тонкости и профессиональные секреты. Основная идея статьи – охватить некоторые понятия металлургии и основ химии.

Эксперимент должен выполняться людьми, владеющими элементарными знаниями по химии.

Процесс, что представлен в статье, известен как «Реакция Гольдшмидта» (термическая сварка). Открыт немецким химиком Гансом Голдшмидтом.

«Реакция Гольдшмидта» – экзотермическая реакция, которая сводится к взаимодействию окиси железа Fe2O3 с металлическим алюминием. Количество выделяющегося при реакции тепла настолько велико, что образующееся железо раскаляется добела и плавится за несколько секунд.

Шаг 1: Материалы

Для повторения «поделки» потребуется по крайней мере 80 грамм мелкозернистого оксида железа и 26 грамм мелкоизмельченного алюминия (размер частицы 250 микрон).

Также понадобится металлический контейнер (можно использовать пустой газовый баллон). Стальная пластина формата A4 [210×297] толщиной 19 мм, картонная трубка.

• Зажигательная смесь: Магний (кусочёк или порошок) – перманганат калия и глицерин.
• Потребуется чистый (промытый несколько раз) и СУХОЙ огнеупорный песок [SIO2] или AL2O3
• Щипцы и молоток.
• 2 шлакоблока или кирпича.

Все работы следует выполнять на улице или в хорошо проветриваемом помещении (обязательное наличие пенного огнетушителя и умение им пользоваться).

Шаг 2: Процесс

Возьмём стальную пластину.

Разместим сверху шлакоблоки или кирпичи.

Эксперимент должен выполняться с соблюдением правил противопожарной безопасности.

Смешиваем металл: возьмём небольшую ёмкость (что закрывается) и смешаем 80 грамм оксида железа и 26 грамм порошка алюминия. Закроем и перемешаем (до получения однородного порошка серого цвета).

Возьмём стальной сосуд и расположим картонную трубу в центре ёмкости. Окружим трубу 15 мм слоем песка или окиси алюминия. Удерживая трубку, заполним её смесью металла, мягко утрамбовав низ. Смесь и огнеупорный материал не обязательно должны быть на одном уровне – металл может быть ниже.

Шаг 3:

Сделаем небольшое углубление в середине смеси и поместим в него щепотку очищенного магния.

Сделаем небольшое углубление в середине и поместим щепотку перманганата калия.

Важная деталь: в зависимости от влажности/температуры и чистоты материалов — реакция может начаться немедленно или с небольшим промедлением, после того, как капля глицерина соединится с перманганатом. После этого у вас есть 30/45 секунд для того, чтобы переместиться на безопасное расстояние …..

Может произойти следующее: реакции не будет вообще. Если это произошло, используя длинный раскаленный прут коснитесь смеси, чтобы внести необходимую энергию активации.

Удалитесь на безопасное расстояние, до окончания реакции ….. Если зажигание не произошло, попытаться снова через 5 минут …

Шаг 4:

При экзотермическом процессе выделяется огромное количество энергии в виде тепла и света.

Шаг 5: Последствия эксперимента

Изображение 1: 10 минут после того, как реакция прекратилась. Оставляем на 30 минут.

Изображение 2-3: удаление цилиндра для литья.

Изображения 4-5: с помощью щипцов переворачиваем кусок металла, а с помощью молотка разламываем оболочку.

Особенности изготовления термитной смеси своими руками — состав и рекомендации

Термитная смесь — порошок, отличающийся составом в зависимости от типа и назначения, выдающий температуру 2300-2700 0 С при сгорании. При использовании сильных окислителей количество тепла при горении увеличивается. Смесь используется в разных целях — пиротехнических, сварочных, в боевых условиях. Термосмеси горят при отсутствии кислорода, чем и обуславливается их применение в экстремальных условиях, например, под водой или в космосе.

Область использования

Термиты находят применение в промышленных и военных целях. Их используют в качестве детонаторов с повышенным тепловым воздействием. Находят применение термосмеси и в пиротехнике — для производства сигнальных огней или химических источников яркого света. Чаще всего термит применяют во время сварочных работ — для соединения деталей под воздействием высоких температур.

Технические свойства

Свойство любой термитной смеси — высокая температура горения, находящаяся в пределах 2000-4000 градусов в зависимости от химического состава и типа окислителя. Термит возгорается при температуре 800-1500 градусов и способен поддерживать горение при отсутствии кислорода, что расширяет сферу его применения. Так как пламя невозможно потушить водой, термосмеси используются для подводной сварки. Благодаря высокой удельной теплоте сгорания расплавленные термиты прожигают толстые листы стали, чугуна или блоки бетона, становясь инструментом резки.

Классификация смесей

Разные свойства термосмесей породили систему классификации по составу и назначению. Традиционный термит приготавливается из алюминиевых опилок или пудры и оксида железа в пропорции 1:3. Для уменьшения скорости сгорания в составе используются алюминиевые опилки. С уменьшением фракции алюминиевого компонента вплоть до состояния пудры скорость горения увеличивается. Железная термитная смесь традиционного состава используется для сварки металлических конструкций.

Пиротехнические смеси горят при невысокой температуре, но дают яркий свет. Они используются для производства сигнальных ракет и фальшфейров на основе термита. Горючим компонентом такой смеси выступает сера, а окислителем — хлорат калия. Для ускорения горения добавляется карбонат стронция, выступающий катализатором реакции.

Медная термитная смесь приготавливается из оксида меди, количество которого составляет 70 % массовой части, 10-12 % чистого алюминия и такого же количества меди, 8 % ферромарганца. Этот состав обладает наивысшей температурой горения — около 4000 градусов, и предназначен для сварки стальных ответственных конструкций, например, магистральных газопроводов или рельс.

Форма выпуска

Производители термосмесей выпускают их в различной форме. Сухие смеси, предназначенные для дальнейшего формирования в тигле, выпускаются в виде порошка, упакованного в прочную полипропиленовую банку объемом 1000 грамм. Термиты, пригодные для пайки проводов линий электропередач, выпускаются в форме патрона, имеющего цилиндрическую форму с продольным отверстием. Для сварки металлоконструкций термитными смесями используют форму карандаша, не требующего прокаливания перед использованием, а для розжига применяются термитные спички.

Приготовление своими руками

Цена 1 килограмма термита колеблется в пределах 3-5 тысяч рублей в зависимости от производителя и назначения смеси. Зная состав термосмеси, можно приготовить ее самому дома и использовать в качестве сварочного материала для проводов и металлических конструкций. При помощи цементатора получают термитные карандаши, удобные для сварки металла при отсутствии электрического или углекислотного сварочного аппарата. Изготовление термита происходит в несколько этапов с соблюдением техники безопасности.

Наиболее простой способ изготовления термитной смеси своими руками — приготовление традиционного состава из оксида железа и алюминиевой пудры, которую можно купить в магазине для химреактивов.

Получение окиси железа

Оксид железа Fe₃O₄, основной компонент традиционного термитного состава, представляет собой обычную ржавчину. Но для приготовления термосмеси понадобится химически чистая окалина, получаемая из окиси Fe₂O₃.

Для производства Fe₂O₃ понадобится источник питания 12 Вольт постоянного тока или питающийся от сети 220 В выпрямитель с преобразователем и понижающим трансформатором. В качестве источника оксида железа выступает металлический гвоздь или пластина, которая помещается в стеклянную тару с насыщенным раствором поваренной соли. Чем больше соли в растворе, тем выше его электропроводность и тем выше скорость получения окиси железа Fe₂O₃.

Положительный конец провода выпрямителя подсоединяется к металлическому гвоздю, пластине или стержню и опускается в банку с раствором. Второй конец помещается в растворе так, чтобы не было соприкосновения с металлическим стержнем.

Через сутки работы самостоятельно изготовленного прибора с железного стержня соскабливается получившаяся окись железа. Дальнейшие действия заключаются в измельчении полученного вещества в фарфоровой ступе до состояния мелкодисперсного порошка. Максимальный размер частиц не должен превышать 0,5 мм. Чтобы сделать полученный реагент пригодным для приготовления термитной смеси, его нужно поместить в тигель и прокалить до красного цвета. Исходный компонент Fe₃O₄ готов.

Дальнейшее приготовление

Для смешивания компонентов выбирается глубокая пластиковая миска, в которую помещается полученный оксид железа и алюминиевый порошок в соотношении 75 и 25 %, или 3:1. Чтобы компенсировать чистоту полученной окиси железа, ее количество можно увеличить. Удобней всего смешивать реагенты в пропорции 8 частей окиси к 3 частям алюминиевого порошка, купленного в магазине. Для увеличения длительности горения нужно использовать опилки, которые получаются путем стирания алюминиевого бруска или провода напильником. В этом случае массовая доля опилок и порошка должна составлять те же 3 части. Экспериментируя с количеством внесенных опилок можно добиться приемлемой скорости сгорания без изменения состава термитной смеси.

Изготовление термитного карандаша

Термитный карандаш представляет собой стержень из углеродистой стали с нанесенным на него покрытием из термита. Применяется для сварки различных металлических изделий. Изготавливается в форме цилиндра разного диаметра, в зависимости от толщины свариваемого металла. Для розжига смеси используется затравка или шнур.

В домашних условиях простейший термитный карандаш изготавливается из традиционной смеси на основе оксида железа и алюминия, смешанного с клеем. Состав приготавливается как обычное круто замешанное тесто. Полученная масса наносится на кусок стальной проволоки нужной длины и обкатывается до нужного диаметра. Для домашних условий достаточно сформировать цилиндры толщиной 2-3 мм.

На конце полученного цилиндра при помощи клея крепится затравка из смеси бертолетовой соли с алюминиевой пудрой. После высыхания карандаш готов к использованию и не требует предварительного прокаливания.

При необходимости можно сделать карандаши из купленного медного порошкового термита. Цена медной термитной смеси выше, чем у железной термосмеси, а из килограмма купленного порошка можно приготовить несколько десятков палочек для сваривания металлических труб или уголков толщиной больше 5 мм. Процесс изготовления медных термитных карандашей основан на смешивании клея с готовым порошком и формировании цилиндров.

Для розжига медных термитных карандашей используется магниевая стружка или кусочки пластика, имеющие температуру горения около 1600 градусов. Собственноручно пластик можно приготовить из пластиковых бутылок или пенопласта, растворив их в ацетоне до получения однородной тугой массы.

Техника безопасности и хранение

Когда вопрос, как сделать термитную смесь, решен, возникает другая проблема — безопасности изготовления и хранения полученного термита. Традиционный состав термосмеси требует температуры розжига в пределах 1000-1500 градусов, а компоненты в нормальных условиях химически неактивны, поэтому приготовление термита безопасно.

Хранить термитный порошок нужно в полипропиленовой таре, плотно закупоренной при относительной влажности воздуха не более 80 %. Максимальная температура хранения составляет +30 градусов, поэтому смеси хранятся в хорошо вентилируемом и прохладном помещении вдали от приборов отопления. Порошок огнеопасен, хоть и обладает высокой температурой воспламенения. Правильное хранение термосмеси безопасно, поэтому возможно в обычных домашних условиях.

Термит в домашних условиях – как сделать вещество своими руками, состав меси

Существует множество инструкций и пособий как сделать термит. Нет ничего плохого в порошкообразных формах, так я делал термит своими руками несколько лет назад, но иногда вам нужен твердый его кусок, который горит красиво, ярко и жарко.

Вот тут-то и появляется Литой Термит. И самое приятное, что если у вас уже есть порошок, термит в домашних условиях легко приготовить! Если вы никогда не делали Термит вообще — не бойтесь, я начну с самых азов.

Шаг 1: Собираем материалы

Есть кое-что, что нужно сказать, прежде чем мы пойдем дальше. Я не несу ответственности ни за что, что может произойти. Сделайте домашнее задание и убедитесь, что вы знаете, какие меры предосторожности следует соблюдать при работе с термитом, например, не смотреть на него во время горения, поскольку он испускает вредный ультрафиолетовый свет! Будьте умны, относитесь к процессу с уважением, которого он заслуживает.

Первое, что нужно сделать, это понять, из чего состоит термит. Чаще всего самодельный термит состоит из оксида железа (ржавчины) и гранулированного или порошкового алюминия. При смешивании эти два металла создают зажигательную смесь, способную достигать температуры в несколько тысяч градусов. Для получения дополнительной информации посетите страницу Wiki.

Что нам нужно для Термита:

• Тонкая (0000) стальная шерсть (не изображена)
• Алюминий
• Весы
• Гипс
• Материалы для работы (ложка, чашка, бумага, банка от кофе …)
• Форма для отливки термита

Стальная шерсть. Ищите её в хозяйственных магазинах!

Алюминий. Вы всегда можете выйти в интернет и купить немного высококачественного алюминиевого порошка. Прежде чем подумать об этом, я просто размалывал полоски алюминиевой фольги в дешевой кофемолке. ИМХО, более крупное зерно, изготовленное в кофемолке, делает световое шоу более ярким и интересным.

Весы/ Гипс. Вы найдёте эти компоненты в магазинах для хобби.

Форма для отливки. Используйте все, что хотите, и что подходит для отливки. Я использую маленький поднос для кубиков льда. Баночка из-под фотоплёнки, вероятно, также отлично подойдёт. Большие пластиковые контейнеры подойдут для больших кусков термита.

Шаг 2: Доработка

Время начать дорабатывать наши материалы.

Стальная шерсть. Вы купили правильный вид стальной шерсти, верно? Лучший вид обычно обозначается как «0000», что является лучшей оценкой, которую я когда-либо видел. Этот материал горит легче всего и обычно расходуется в меньших количествах, чем стальная шерсть более крупного калибра.

Выньте стальную шерсть из упаковки и поместите ее в емкость, подходящую для окисления веществ (горения). Немного разорвите её, прежде чем положить в емкость. Можно наполнить ёмкость доверху. По мере окисления, вы сможете её придавить и добавить немного свежей шерсти сверху. После поджига (для этого подойдёт обычная спичка), вам придется нагнетать немного воздуха, чтобы убедиться, что огонь распространяется. Для этого достаточно просто дуть на шерсть.

После того, как шерсть сгорит и остынет, потрите её более жесткие куски и нити о что-то с небольшими отверстиями, чтобы убедиться, что кусочки, которые вы получили, достаточно маленькие. Это также поможет найти куски, которые не сгорели, так что вы можете повторно сжечь их или использовать в следующей партии.

Шаг 3: Доработка, часть 2

Этот следующий шаг не обязателен и зависит от того, насколько хороша ваша сожженная стальная шерсть (теперь она называется оксидом железа), но, поскольку я перфекционист, мне нравится создавать максимально качественные химические вещества.

Если у вас есть мельница, аналогичная той, что на фото, этот шаг будет для вас простым. Положите оксид железа в контейнер, и все готово!

Если, с другой стороны, у вас нет такого аппарата, ничего страшного. Ступка и пестик справятся с работой так же хорошо.

То же самое можно сделать, наполнив доверху оксидом железа банку от кофе и измельчителем. Дальше вам нужно просто трясти банку… Долго. Под измельчителем я подразумеваю что-то маленькое, твердое и круглое, способное разбить частицы, которые вы пытаетесь доработать до мелкой фракции.

Итак, если вы решили выполнить этот шаг, используйте один из описанных методов, чтобы растереть оксид железа. Если вы не превратите его в порошок, он немного слипнется, но не беспокойтесь об этом, потому что у него всё равно будет рабочая консистенция. Он не должен быть идеальным, если говорить как есть, то просто делайте, как можете, и все получится.

Шаг 4: Смешиваем компоненты

Теперь, измельчив алюминий самостоятельно, либо купив его в интернете, смешайте компоненты в единую смесь.

Здесь мы достигаем соотношения (по весу, а не по объему) трех частей оксида железа, двух частей алюминия и двух частей гипса.

Я подобрал компоненты так, чтобы они поместилось в моем контейнере для смешивания наилучшим образом. 60 граммов оксида железа, затем по 40 граммов алюминия и гипса. (Разделите 60 и 40 грамм на 20, и вы получите исходное соотношение 3:2:2).

Как только вы наберете нужное количество вещества, тщательно перемешайте всё вместе. Металлы имеют тенденцию оседать и «прилипать» ко дну, поэтому убедитесь, что смешиваете их так хорошо, как можете, пока смесь не станет однородного цвета. В большинстве случаев смесь будет сплошного серого цвета.

Шаг 5: Добавьте воды

Теперь, когда ваш термит смешан, убедитесь, что у вас есть готовые формы, а затем добавьте воды.

Вам нужно добавить достаточно воды. Когда вы добавляете воду, обязательно поцарапайте дно контейнера, так как часть термита прилипнет к стенкам и не захочет размешиваться. Если вы думаете, что добавили слишком много воды, потому что термит стал супом, не волнуйтесь. По мере высыхания лишняя вода будет выталкиваться вверх, и вы сможете просто слить ее.

Если все идет хорошо, это должно выглядеть примерно так, как на фотографии.

И еще одна вещь. Как только вы сделаете этот шаг, у вас будет меньше десяти минут, чтобы вылить термит в форму, поэтому убедитесь, что вы готовы продолжить, прежде чем добавлять воду.

Шаг 6: Отливка

Вот он, последний шаг!

Возьмите разжиженный термит, над которым вы так усердно трудились, и аккуратно добавьте его в формы. Лоток для льда был идеальным вариантом для меня — я хотел что-то маленькое и многоразовое. Также из такой формы очень удобно извлекать кубики.

Когда вы решаете, что вы хотите использовать в качестве формы, имейте в виду, что термит затвердевает внутри этого объекта. Нечто вроде вазы для цветов с узким горлышком не подойдёт, если вы не планируете разбить её после того, как термит высохнет.

Как только он затвердеет (это может занять от 30 до 45 минут), слейте воду и удалите термит из формы. Согласно поваренной книге анархиста, в зависимости от размера состава, кубики должны будут сохнуть на солнце в течение примерно недели. В качестве альтернативы, чтобы высушить кубики намного быстрее, вероятно, в течение нескольких часов, вы можете поместить их в духовку или дегидратор.

Что бы вы ни делали, не кладите кубики в микроволновку. Я сомневаюсь, что они воспламенятся, но, так как они содержать металл, я не думаю, что это будет полезно для вашей микроволновки. Еще раз, я не несу ответственности за ваши действия — будьте умными!

Что касается воспламенения, термит требует чрезвычайно высоких температур. Если бы это был обычный порошкообразный термит, то его воспламенил бы магниевый бенгальский огонь, но это не сработает для литого термита. Для него требуется что-то вроде тепла от пропановой горелки (но не пытайтесь сделать это, вы должны быть слишком близко, чтобы зажечь его – это опасно). Я использую нечто, называемое First Fire Mix. Загуглите эту фразу и посмотрите, как создать эту штуку.

Вот и все, вы сделали литой термит!

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.

Термитная сварка. Применение в промышленности и быту. Термитный карандаш

Термитная реакция (от древнегреческого therm – тепло) – процесс сгорания термита, состоящего из смеси алюминиевого (или магниевого) порошка с различными окисленными металлами (чаще всего это железо).

Реакция протекает с интенсивным выделением тепла. Температура горения термита составляет более 2300 градусов Цельсия и в результате его сгорания образуется металл и алюминиевый шлак. Если углубиться в историю открытия процесса, то впервые реакция была получена русским исследователем Н.Н. Бекетовым. Ученый практическое использование термита видел главным образом в получении сталей. Однако, популярной термитная реакция стала спустя почти полвека благодаря работам немецкого химика Ганса Гольдшмидта (буквально «золотых дел мастер»), который предложил использовать ее для сварки железнодорожных рельс. Гольдшмидтом была разработана технология сварки, начерчены чертежи тигля, в котором происходит сгорание высокотемпературной смеси.

Применение термитной сварки давала возможность получить прочный и надежный сварной шов без технологических непроваров, а эффективность метода позволила внедрить его в промышленных масштабах.

Сварка посредством алюминотермитной реакции применяется и сегодня в деле строительства железнодорожных полотен. Термитная сварка – простой и эффективный способ получения сплошных сварных соединений при минимальных затратах. Она также может быть использована для сварки арматурных стержней в строительстве, проводов линий электропередачи (ЛЭП), при ремонте и восстановлении крупногабаритных деталей из стали и чугуна. Наплавкой металла практикуют ремонт изношенных частей деталей. Например, так можно «нарастить» изношенный или сколовшийся зуб шестерни.

Термитную реакцию записывают следующей формулой:

Fe2O3 + 2Al =>Al2O3 +2Fe + 760 кДж, где

Fe2O3 – трехвалентный оксид железа ( визуально выглядит как обыкновенная ржавчина);
2Al – пудра из алюминия;
Al2O3 – шлаковый состав;
Fe – чистое железо.

Реакция протекает очень бурно и длится 15-30 с. Из одного килограмма термита получают 0,55 кг металла и 0,45 кг шлака. Для сварочных работ термитную смесь готовят преимущественно в следующих пропорциях:1/4 -порошкообразный Al и ¾ — железный окисел. Термит дополнительно легируют для получения сварного соединения с заданными мех. свойствами и наполняют стальными обрезками для увеличения количественного выхода расплавленных продуктов реакции.

Для формирования жидкого металла используются формы, состоящие из двух разъемных половин. Сварка производится литейным металлом, который оплавляет кромки деталей и заполняет зазор между ними. Величина зазора 10-15 мм.

Существует два способа сварки: первый позволяет экономить расход термита, второй – увеличить скорость работ.

В первом случае соединение , на которое предварительно установлена форма, подогревают горелкой, которая подводится через верхнюю ее часть, до Т- (850 -900) градусов Цельсия. По достижению температуры расплавленный состав выдерживается 5-6 с и спускается в форму.

Второй случай не предполагает применение предварительного нагрева (благодаря чему и экономия времени 15-20 мин.) свариваемого изделия газопламенной горелкой. Металл сварного соединения прогревается самим термитом, который сжигается в увеличенном количестве (в литейном производстве также используется подобный прием, когда кокиль нагревается самим металлом, например, при алюминиевом гравитационном литье). Здесь же сварное соединение формируется благодаря литью перегретого металла. Тигельная часть отделена от заливаемого объема металлической заслонкой. Толщина заслонки рассчитывается так, чтобы она расплавилась до окончания процесса.

Детали не должны содержать влаги. Вода спровоцирует выплеск металла. Операторы термитной сварки должны быть ознакомлены с правилами техники безопасности. Они должны использовать СИЗ: стойкие к высокой температуре прозрачные очки, специальную обувь, одежду, обработанную огнеупорным составом (читайте статью «СИЗ сварщика»).

Термит в быту. Термитный карандаш (сварка без сварочного аппарата)

В одной из серий остросюжетного сериала «Во все тяжкие» термитный состав помог главным героям открыть дверь склада, где хранились бочки с веществом для синтеза метамфетамина. Мы ни в коем случае не предлагаем вам повторять за Уолтером Уайтом и совершать какие –то противоправные/противозаконные действия (разве что вы не сможете открыть личный сейф традиционными способами). Тем не менее это яркий голливудский пример того, что термитную реакцию можно использовать не только в промышленных/производственных, а и в бытовых целях. Если с помощью термита можно выплавить металл (резка), значит и обратный процесс – сварка – справедлив.

Например, с помощью совершенно простого изобретения, именуемого «термитный карандаш», можно сварить в полевых условиях без электричества две железные детали. Способ удобен на даче, если отключили электричество или если нужно что-то сварить без необходимости приобретать инвертор и тратить на это какие-то средства.

Сделать карандаш своими руками очень просто. Находим в хозяйстве или покупаем металлический пруток (скорее всего вам попадется черный металл – низкоуглеродистая сталь, так как она чаще всего встречается), либо нарезаем его с проволоки. Берут пруток ø2-5 мм в зависимости от толщины изделия (чем оно толще, тем больше диаметр прутка) и наносят на него покрытие, замешанное на клее. Покрытие на 23-24% состоит из алюминиевого порошка и на 76-77% из закиси железа. Частицы этих двух компонентов должны быть мелкой фракции не более 0.5 мм.

Для того, чтобы смесь держалась на металлическом стержне, к ней нужно добавить нитроцеллюлозный или синтетический клей (быстросохнущий) и размешать все это до состояние пасты.

Покрытие наносится следующим образом

Из кальки нужно свернуть цилиндр. Его внутренний диаметр должен быть в 3 раза больше, чем диаметр прутка. Далее он заполняется пастообразным составом, в который вставляется стальной пруток по центру. После того, как покрытие подсохнет и схватится с металлической частью, можно разрезать бумагу канцелярским ножом и пользоваться термитным карандашом.

Примечание.

Ранее шаблон делали из кальки, которая представляла собой прозрачную бумагу, используемую чертежниками для копирования чертежей на дралоскопе (светостол). В связи с развитием копировальной техники дралоскопы ушли в историю, как и калька. Хотя у кого-то она может остаться со студенческих времен. Как бы то ни было, если у вас нет кальки, нам видится, что в место нее можно использовать фольгу.

На торец карандаша можно нанести затравку, которая облегчит его поджиг. Затравка состоит из бертолетовой соли и алюминиевого порошка в соотношении 2:1. Затравку можно выполнить отдельно в виде запальной спички, а также не использовать ее вовсе, применяя для поджига бенгальский огонь. Проще всего поджечь карандаш с помощью газовой горелки, которые сейчас стали очень портативными.

Как уже было сказано выше, температура сгорания термита очень высокая. Реакция будет протекать с интенсивным выделением тепла и разбрызгиванием расплавленного металла. А это уже не шутки. Нужно подумать о своем здоровье, запастись средствами индивидуальной защиты. Используйте защитные очки (читайте про UVEX) и одежду из плотной ткани (ни в коем случае нельзя одевать синтетику — читайте статью на эту тему).

One thought on “ Термитная сварка. Применение в промышленности и быту. Термитный карандаш ”

Добавить комментарий Отменить ответ

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

Термитное литье и сварка

Продолжение статьи ,,Литье».
Если Вы думаете, что в домашних условиях сталелитейное производство не возможно, то Вы крепко ошибаетесь. Любая техническая задача всегда имеет множество вариантов решений. А значит всегда можно найти приемлемый вариант решения для любых условий.
Для литья стальных (железных, чугунных) изделий не обязательно наличие сталеплавильных или доменных печей, все можно сделать намного проще, например, с помощью термитной реакции. Термитное литье и сварка в 20-40 годах двадцатого века были довольно распространенным занятием. Была даже профессия ,,Термист’. Для ремонта и сварки крупногабаритной техники, для получения отливок-заготовок и изготовления изделий методом точного литья под давлением. Кстати, в романе ,,Щит и меч’ советский разведчик Иоган Вайс имел, заодно с другими профессиями: шофер, яхтсмен (подрывник, террорист, диверсант) еще и профессию термист. В романе сказано, что он довольно часто применял свои навыки именно в этой профессии при ремонте немецкой автотехники.
Но в самых свободных странах: ,,Где так вольно дышит человек. ‘ сразу после запрещения особо больших (или только особо толстых?) кухонных ножей и детских рогаток, заодно (на всякий случай) забыли и о способах применения пиротехники в мирных целях. Поэтому термитное литье и сварка не наиновейшее откровение свыше, а лишь хорошо забытое старое. С традициями и отработанной до мелочей техникой безопасности.
Термиты это механические порошкообразные смеси окислов металлов с алюминиевыми или магниевыми опилками. При поджигании смеси алюминий (магний) сгорают и заодно отнимают кислород у окиси металла. Каждая термитная смесь, а их великое множество, имеет свои особенности и поэтому, не получив соответствующего образования, экспериментировать с самодельными, термитными смесями не стоит. Может закончиться очень плачевно, где выжженные глаза и оторванные руки покажутся наилучшим вариантом из всего списка возможного. Поэтому изучим только две термитные смеси на основе окиси железа с алюминием или магнием.
Железоалюминиевый термит это порошкообразная смесь алюминиевых опилок (22 процента) с железной окалиной (78 процентов по весу).
Подожженная смесь сгорает о формуле:
Fe2O3 +2Al=Al2O3+2Fe+18500кал
В результате реакции выделяется расплавленное железо, окись алюминия и теплота.
Выделившейся теплоты от сгорания термита хватает, чтоб расплавить еще процентов тридцать, сорок порошкообразного железа в смеси. Но обычно, более десяти процентов добавок не делают. Вот эти-то добавки и позволяют получать расплавленный металл с любыми, заранее задуманными свойствами. В простейшем варианте для увеличения выхода расплавленного металла, добавляют железные опилки.

ВСЕ КОМПОНЕНТЫ СМЕСЕЙ ДОЛЖНЫ БЫТЬ НЕ МЕНЕЕ (И НЕ БОЛЕЕ) 0,5 мм В ДИАМЕТРЕ И ХОРОШО ВЫСУШЕНЫ. НАЛИЧИЕ СЛЕДОВ ПЫЛИ И ВЛАГИ В СМЕСЯХ ЗАПРЕЩЕНО И ОПАСНО ПОСЛЕДСТВИЯМИ!

Если запомнили основные законы по технике безопасности, то идем дальше.
Смеси приготовленные с соблюдением ТБ перемешивают до однородного состояния и либо хранят в виде порошка, либо прессуют в брикеты с добавлением цементатора или без. В простейшем варианте добавляют в смесь ацетоновую краску (лак). Это и будет цементатор, но не более пяти процентов по весу и хорошо перемешав смесь, засыпают ее в формы. Краска (лак) высохнув, сделает брикет достаточно прочным для удобства транспортировки и хранения.
Формы для литья стали делают из глины или литейных смесей для стали. Литье под давлением из стали ничем не отличается от вышеописанного литья других металлов. Перед литьем формы прогревают до 800 градусов (до начала свечения) или по рекомендациям к литейным смесям.
Сварку термитными смесями делают либо, заливая расплавленный метал в стык между свариваемыми деталями, в специальной форме, либо специально изготовленными термитными карандашами-электродами.
Термитный карандаш-электрод изготовлен достаточно просто: налепляется (маканием, в форме) на отрезок стальной проволоки термитная смесь (с цементатором) и после сушки изделие готово к применению. Термитным карандашом-электродом длиной, примерно, в тридцать сантиметров можно сделать до 8-10 прихваток. Такой карандаш может выручить ремонтника в полевых условиях, не надо привозить агрегаты газо-электро сварки. Но если такой карандаш зажечь, то потушить его для повторного применения уже не удастся.
Термитные смеси поджечь тоже сложно. Температура вспышки порядка полутора тысячи градусов. Можно термитные смеси поджечь магниевой стружкой. Это ,,немного’ неудобно, зато наверняка. Вообще-то термитные карандаши (и смеси) поджигают так называемыми ступенчатыми запалами, где первая ступень поджигается от спички, а затем каждая новая ступень поднимает температуту. И так до температуры пригодной для надежного поджигания основной смеси (карандаша). Но подобные рецепты требуют написания множества химических формул, методик расчетов и прочего, что на художественных и литературных сайтах сделать сложно.
Для тех кто особо заинтересовался применением пиротехники в мирных целях, посоветую пройти специальные и углубленные курсы по изучению химии и физики горения, а также грамотного составления пиротехнических смесей ( и для ступенчатых запалов тоже).
Если представить себе, схематично, горение железо-алюминиевого термитного кубика, то это будет выглядеть примерно так: Кубик вспыхнув, сгорая начнет растекаться по поверхности. Точно такой же кубик из железо-магниевого термита сгорит, а форма кубика останется без изменения. Смесь не растекаясь спечется в в единое целое. Этим пользуются при сварке стальных проводов или проволоки в стык. Железо-магниевую термитную шашку делают в виде цилиндра с отверстием по оси. С двух сторон в шашку вставляют провода и шашку поджигают. Температуры горения шашки достаточно чтоб расплавить и приварить друг к другу провода. Затем сгоревшую шашку разбивают, чтоб не мешала.
Формулу реакции железо-магниевого термита и весовое соотношение компонентов, надеюсь, теперь Вы уже напишите и вычислите самостоятельно.
Забыл еще сказать, что работать с зажженными термитами надо в маске сварщика, иначе ,,зайчиков’ нахватаетесь.

LiveInternetLiveInternet

—Метки

—Рубрики

• авиация (159)
• История (146)
• бронетехника (133)
• Стрелковое оружие (115)
• А что у них? (88)
• Обсуждаем (55)

—Поиск по дневнику

—Подписка по e-mail

—Статистика

Боевое применение термита

Понедельник, 29 Июня 2015 г. 01:27 + в цитатник

З Различное зажигательное оружие широко применяется с глубокой древности. Первое использование термитных смесей для получения металлов относится еще к концу 19-го века. Металлотермические процессы стали возможными благодаря крупномасштабному производству алюминия и других активных металлов электрохимическими методами.

Первые боеприпасы с термитными смесями использовались в начале первой мировой войны. Это были ручные зажигательные гранаты и артиллерийские снаряды с термитной начинкой. Первые артиллерийские снаряды были унитарные, то есть, термит воспламенялся и сгорал прямо в снаряде, что приводило к превращению последнего в лужу кипящего металла и раскаленных шлаков. Чуть позже появились артиллерийские снаряды с рассеивающимся на цель содержимым. Они работали как обычная шрапнель, но, вместо стальных шариков заряжались шарообразными или сегментными элементами, прессованными изтермита. В каждом элементе с поверхности или в торце помещалась запальная шашка, которая воспламенялась от пороховых газов вышибного заряда. Горящие кусочки термита летели в цель по наклонной конической траектории и вызывали множественные очаги горения.

Наиболее легендарным зажигательным боеприпасом, построенным по этому принципу стал реактивный снаряд М-13 для установки БМ-13-16 «Катюша”. Боевая часть ракеты содержала 36 зажигательных сегментов, общей массой 4,2 кг. Стоит напомнить, что реактивная система залпового огня (РСЗО) изначально разрабатывалась для использования снарядов с химической (ОВ) и зажигательной боевыми частями. Другое дело, что химическая не использовалась по политическим и тактическим соображениям, а зажигательная оказалась далеко не всегда эффективной. Поэтому, основным снарядом БМ-13 стали ОФС с классическим тротилом.

Первое применение БМ-13 произошло 14 июля 1941 года в Белоруссии, недалеко от ЖД станции Орша. Зажигательные снаряды показали хорошую эффективность, так как, их целями было скопление легкой техники и ЖД составов с топливом и боеприпасами. Сконцентрированное вокруг ЖД станции большое количество личного состава немецкой армии дополнили список трофеев первой атаки «Катюш”. С тех пор повелось вводить в комплект РСЗО зажигательные снаряды с рассеивающимися боевыми частями. Например, знаменитый БМ-24 «Град” содержит в таком снаряде около 200 зажигательных элементов диаметром около дюйма, общей массой почти в пуд.

Ствольная артиллерия постепенно отказалась от зажигательных снарядов с термитом, перейдя на белый фосфор и кассетные боеприпасы. Впрочем, малокалиберные зажигательные снаряды, содержащие изрядное количество композиций на основе термита использовались немцами для снаряжения боевых частей своих 20-мм ракет для ПЗРК. А, американцы широко использовали 20-мм зажигательные снаряды для авиационных пушек во Вьетнаме. Эти снаряды до сих пор состоят на вооружении армии США и показали неплохую эффективность при обстреле колонн не бронированной и легко бронированной техники, а так же, скоплений деревянных строений или лесных массивов.

Боевые сорта термита содержат кроме алюминиевой стружки (пудры) и железной окалины добавки, облегчающие воспламенение и увеличивающие объем пламени. Например, боевой термит ТН3, разработанный в США еще до ВМВ, содержит: 45% окалины, 20% алюминия, 10% бакелита и 25% нитрата бария. Нитрат бария увеличивает пламя и дает дополнительный кислород в зону горения. Бакелит (древесная мука и фенолоформальдегидная смола) служит для связки компонентов и увеличивает пламя. Кроме того, полимерная смола повышает влагостойкость состава.

Кроме этих компонентов, в состав боевых сортов термитных смесей вводят серу, бор, алюминиево-магниевый сплав, перхлорат калия, нитрат натрия, перекись свинца, ПВХ и другие добавки. Температура вспышки большинства таких составов находится в переделах 1000-1300 о С. Температура горения составляет 2000-3500 о С, что позволяет оплавлять бетон, разрушать камень, прожигать и плавить стали. Плотность классической термитной смеси составляет в прессованном виде около 3,2 гр./см 3 , что позволяет добиться высокой плотности заряжания.

Наличие в термитах селитр и других кислород содержащих компонентовприводит к некоторому вскипанию расплава на поверхности горящей шашки. Это не только создает объемное пламя, но и вызывает активное образование искр, которые разлетаются на несколько метров от горящего элемента. При этом, железо искр сгорает ослепительно ярким пламенем. А сами искры обладают достаточно высоким поражающим действием на живую силу и легковоспламеняющиеся материалы.

Для повышения эффективности боеприпасов, снаряженных термитными смесями, их корпуса изготавливают из сплава «электрон”. Этот сплав знаменит своей низкой плотностью (всего около 1,9 гр. на см 3 ), что обуславливает его широкое применение в авиастроении. Сплав содержит: магний около 88%, алюминий около 11%, и около 0,2% марганца, который повышает коррозионную стойкость. Данный сплав обладает значительно лучшей технологичностью и несколько более низкой стоимостью, чем чистый магний. При этом, воспламеняется почти также легко и интенсивно сгорает. Впервые «электрон” использовали в производстве боеприпасов во второй половине ВМВ для изготовления корпусов 0,8-1,5 кг. авиабомб, которыми снаряжали кассеты. Сгорал не только термит, но и оболочка из электрона.

Знаменитые трассирующие составы для пуль и снарядов, а так же, начинка малокалиберных БЗТ (бронебойно-зажигательных трассирующих) боеприпасов, составлена на основе термитных смесей.

Широчайшее применение нашел термит в годы первой и второй мировых воин, для изготовления диверсионных боеприпасов. Небольшие зажигательные заряды, замаскированные под гаечный ключ, молоток или портсигар стали серьезной головной болью контрразведок всех стран мира в ходе мировых воин. Только самолетов в Германии в ВМВ было повреждено или уничтожено более сотни, в результате использования диверсантами таких приспособлений. В SAS даже практиковалось комбинирование ОФ действия диверсионных боеприпасов с зажигательным эффектом термитных шаров (знаменитая «бомба Льюиса”). Такой заряд, представляющий собой симтекс, смешанный с термитными шарами и «карандаш времени” в качестве запала, показали высочайшую эффективность при использовании против складов боеприпасов, военных ЖД эшелонов и аэродромов.

Сегодня термит находит почти исключительно мирное применение, большей частью, благодаря разработке более эффективных зажигательных составов на основе пирогелей, белого фосфора и термобарических смесей.

Процитировано 1 раз
Понравилось: 1 пользователю