Смесь термитная — Справочник химика 21

    Тонкоизмельченную смесь алюминия и железной окалины (FegO ), часто называемую термитом, применяют для сварки металлических изделий, поскольку при поджигании термита выделяется большое количество теплоты и развивается высокая температура. Рассчитайте минимальную массу термитной смеси, которую необходимо взять для того, чтобы выделилось 665,3 кДж теплоты в процессе алюмотермии, если теплоты образования FegO и AlgOg равны 1117 кДж/моль и 1670 кДж/моль соответственно. [c.64]

    Термитная смесь, используемая при сварке, содержит оксид F aOj и металлический алюминий. Рассчитайте массу полученного железа при горении этой смеси, если масса алюминия, вступившего в реакцию, равна L35 г. [c.132]

    Смесь порошков алюминия и оксида железа (РегОз или Рез04), имеющая название термит, используется для сварки стальных изделий (трубопроводов, рельсов). При горении термитной смеси протекает реакция с большим выделением теплоты   [c.230]

    Сколько алюминия необходимо добавить к 16 г оксида железа (П1), чтобы получить термитную смесь  [c.130]

    В каких случаях на практике применяют термитную смесь  [c.80]

    Смесь порошкообразных алюминия и оксидов железа FejOj или РезО используется для термитной сварки (эта смесь известна под названием термит), Прн поджигании смеси образуется жидкое железо, которое обеспечивает сварку металлов. [c.307]

    Приготовить термитную смесь из 25 г окиси железа и 8 г порошка алюминия. Окись железа предварительно прокалить. На дно хорошо просушенного шамотного тигля поместить сначала 5 г порошка фтористого кальция (зачем ), а затем реакционную смесь. Утрамбовать ее пестиком и при помощи пробирки сделать углубление (рис. 33). Вынуть пробирку, опустить в образовавшееся углубление сначала скрученную магниевую ленту, очищенную наждачной бумагой, а затем зажигательную смесь, полученную встряхиванием в банке 9 г перекиси бария и 1 г тонкого порошка магния. 

[c.79]

    Термитная сварка основана на использовании для нагрева места сварки тепла, выделяющегося при сгорании термита, представляющего собой смесь порошка алюминия и железной окалины. [c.600]

    Производят т. в виде порошка или шашек. Для поджигания используют смесь BaOj и Mg или особые термитные спички. 

[c.533]

    В продуктах горепия термитных смесей образуются твердые шл яки, но применяются и такие зажпгательные составы, в продуктах горения которых образуются и газы, хотя основой их является термитная смесь. В последнем случае пмеет место поппженпе температуры горения состава, так как газы прн улетучивании уносят с собохг часть тепла.Если реакция идет между твердыми телами с образованием твердых ше тел, нагреванпе смеси бывает очень велико, примером чего и является смесь Fe. O-j -j- Л1 и подобные ей термитные смеси. [c.120]

    Алюминий. Свойства-оксид алюминия-соли алюминия-алюмотермическая реакция-термитная смесь-получение алюминия-боксит-алюминат натрия-двойные соли-квасцы-ацетат алюминия 

[c.470]

    В заторможенной системе реакция может быть возбуждена и нагреванием, которое действует подобно смазке, помогающей преодолеть трение. Так, термитная смесь может существовать сколь угодно долго, пока алюминий защищен от окисления, однако [c.458]

    Существуют так называемые унитарные топлива , под которыми понимаются вещества, содержащие в себе равномерную смесь топлива и окислителя и, следовательно, способные гореть без доступа атмосферного воздуха. К ним принадлежат различные пороха, бикфордов шнур , термитные смеси и т. п. Однородная горючая смесь может быть создана и в газообразном состоянии (например, из газообразного топлива и воздуха). Создание и хранение таких смесей требует соблюдения ряда предосторожностей вследствие их значительной взрывоопасности. 

[c.206]

    В конденсированных (безгазовых) системах ведущая Г. экзотермич рнция протекает в твердой или жидкой фазе с образованием конденсиров. продуктов газофазные в-ва либо не участвуют в р-ции, либо не влияют на распространение фронта Г. Примеры подобных процессов-Г. нек-рых термитных составов (смесей порошков оксидов и металлов-восстановителей), самораспространяю-щийся высокотемпературный синтез, фронтальная полимеризация. Для Г. безгазовых смесей характерна высокая плотность выделения энергии, скорость Г. для разл. систем принимает значения от 10 до 10 см/с и постоянна в щироком интервале изменения давления отсутствует диффузия продуктов в исходную смесь, изменение концентрации реагентов происходит только в пределах зоны р-ции (зоны i и i на рис. 2 сливаются в одну). Такая структура фронта Г обусловливает макс. кол-во избыточной энтальпии в прогретом слое в-ва перед зоной р-ции. В сочетании с высокой температурной чувствительностью скорости р-ции (сверхкритич. значения энергии активации р-ции Е) это может привести к возникновению автоколебаний фронта Г с резкими пульсациями т-ры и скорости Г. Если пов-сть фронта велика, колебания отд точек теряют синхронность и возникают пространственно неоднородные нестационарные эффекты, напр, т наз. спиновое Г., при к-ром р-ция локализуется в небольшом ярком пятне, движущемся по спирали с пост скоростью в сторону несгоревшего в-ва (рис 5) При Г. смесей порошков, напр, металла с углеродом, часто возникают широкие (намного превышающие зону прогрева) зоны тепловыделения, обусловленные сильным торможением р-ции продуктами. Интенсивная 

[c.597]

    Обычно пиротехнический состав представляет собой механиче-скл ю смесь компонентов, из которых основными являются окислитель у горючее вещество. Например, состав красного огня содержит хлората калия — 61%, серы — 16% и карбоната стронция — 23%. Хлорат калия является окислителем, сера — горючим веществом, а углекислый стронций — веществом, окрашивающим пламя, которое получается при сгоранш серы с кислородом, выделяемым хлоратом калия. При горении пиротехнического состава выделяется значительное количество тепла и развивается достаточно высокая температура — от нескольких сот градусов (для дымовых составов) до 2500—3000° (для осветительных и термитных составов). В большинстве своем пиротехнические составы, например, осветительные составы, составы сигнальных огней и др., сгорают с образованием пламени.  [c.5]

    В маленький фарфоровый тигель (под тягой ) всыпьте 4 г термитной смеси (А1 + Рез04) и вставьте в нее кусочек магниевой ленты длиной 2—2,5 см. Тигель поставьте на кусок листового асбеста перед тиглем поместите защитный прозрачный экран (стекло, плексиглас). Пламенем горелки подожгите ленту магния (за счет тепла горящего магния воспламеняется термитная смесь). Реакция алюми-нотермического восстановления протекает бурно. После реакции дайте тиглю остыть ( ) и выньте из него полученный металл. 

[c.106]

    В заторможенной системе реакция может быть возбуждена также нагреванием, действие которого подобно действию смазки, помогающей преодолеть трение. Поэтому следует отличать нагревание как импульс, необходимый для устранения торможения, от выделения теплоты в процессе. Так, термитная смесь может существовать сколь угодно долго, пока алюминий защищен от окисления, хотя местное нагревание вызывает энергично протекающую реакцию (AZ.298 = = — 202 600).  

[c.482]

    В зарубежной практике тигель-форму удерживают на трубе с поверхности земли при помощи длинной рукоятки. Термитную смесь воспламеняют шланговой горелкой без спуска сварщика в шурф. [c.157]

Применение и состав термитной смеси — статья

Термитная смесь представляет собой вид унитарного топлива, состоящий из равных частей горючих компонентов и окислителя. Ее главное свойство — способность возгораться даже в условиях отсутствия доступа к воздуху.

Применение

Термиты используются в различных целях: как правило, для получения повышенного теплового воздействия или эффекта детонатора. Пиротехнические термосмеси применяются как средства освещения или для изготовления сигнальных огней. Однако основная область применения термитов — сварка: соединения, которые получают во время приварки металлов под воздействием их тепловой энергии, отличаются длительным эксплуатационным сроком и прочностью.

Состав

Состав термитных смесей может различаться в зависимости от предназначения. Выделяют следующие разновидности по составу:

Традиционно под химическим термитом понимают смеси из компонентов алюминия и железной окалины, тонкоизмельченных. Они широко востребованы в промышленности и при выполнении сварочных работ, так как активация термита при поджигании сопровождается повышением температуры и выделением теплоты.

Основа пиротехнического термитного состава — топливо и окислитель, представленный в усложненном виде. К применяемым компонентам также относится хлорат калия, сера и карбонат стронция. В роли окислителя выступает хлорат калия, сера же действует в качестве горючего элемента. В процессе горения подобных смесей также повышается температура и активно выделяется тепло. Однако они не используются для обеспечения теплового воздействия: сгорание предполагает интенсивное образование огня.

Термитная медная смесь (НГК) включает окись меди. Производится в основном для обслуживания сварочных работ на стальных магистральных трубопроводах для транспортировки газа. Поскольку формируемые швы обладают высокой ответственностью, выделяемая тепловая энергия должна иметь повышенные объемы. Поэтому в термосмесь на основе меди вместо ферромарганца добавляют ферросилиций, обладающий не такой высокой температурой плавления. Сочетание оксида меди (70%), медного порошка (12%), алюминия (10%) и ферросилиция или ферромарганца (8%) способствует надежности сварочных операций, так как в процессе расплава увеличивается выделение тепла.

Термитный карандаш отличается цилиндрической формой. Он помещается в тигельную форму из жаростойкого графита, при этом окончание шнура выходит в отверстие крышки. Удобен в перевозке и хранении, не требует приготовления термоспички.

Состав термитной смеси

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 200481 (21) 3278670/25-27

Союз Советских

Социалистических

Республик

«, (51} М. Кд.з с присоединением заявки ¹В 23 К 23/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 23.10.82. Бюллетень ¹39

153) УДК,621. 791., 048 (088. 8) Дата опубликования описания 2310.82 (72) Авторы изобретения

Е.И. Егоров, A.Ã.Ìåðêóëoâ, В. Н. Сапрыкин и О.Е.Маркевич (71) Заявитель

Новосибирский инженерно-строительный инст тут БИБЛИ»1 — » им.В .В.Куйбышева (54) СОСТАВ TEPMHTHOÐ СМЕСИ

Изобретение относится к термитной сварке, а именно к составу термитной смеси… Известны различные термитные смеси, например состав (1), содержащий следующие компоненты,вес.Ъ:

Алюминий 20-22

Окись-закись железа 60-63

Окись алюминия 15-20

Основным недостатком этой смеси является отсутствие в составе легковоспламеняющихся горючих компонентов и поэтому большинство из них в начале горения требует значительного предстартового тепловложения дуги или специального переходного со-, става (запала), термитных спичек и т.д.

Наиболее близкой по составу является термитная смесь (2), содержащая следующие компоненты, вес.%:

Силикокальций 12-15

Алюминиевый порошок 17-25

Селитра натриевая 18-20 Окись марганца 20-25

Плавиковый шпат Остальное

Несмотря на то, что в состав известной смеси введено до 20% натриевой селитры (в качестве дополнитель». ного источника кислорода для интенси-. фикации горения), она все же имеет высокий температурный порог горения (1200-1300 С) и начинает гореть толь« ко при нанесении ее на еще незатвердевшую шлаковую корку сразу после сварки.

При сварке открытой дугой (и в защитном газе) наплавленный металл и шлаковая корка охлаждаются и затвердевают за время, измеряемое секундаьы, и поэтому даже небольшая задержка при нанесении смеси приводит к тому, что она не зажигается. Высокий температурный барьер начала горения способствует также возможности затухания экзотермической реакции при недостатке или быстром отводе тепла.

При сварке под слоем флюса наплавленный металл и шлаковая корка за- . твердевают и охлаждаются значительно медленнее, чем при сварке открытой дугой, но зато в этом случае частицы сварочного флюса могут затруднять соприкосновение экэотермической смеси с нагретым металлом и шлаком и препятствовать ее зажиганию.

96 7740

Высокий температурный порог горе- липанию их друг к другу, керосин, и, HHH известной смеси и наличие в ее в особенности, вязкие автотракторные составе 15-30% плавикового шпата, масла устраняют сегрегацию частиц. который является инертным балластом смеси по удельному весу. в процессе горения, не позволяет осу- Древесные опилки легко впитывают ществить вторичное дожигание непро- 5 керосин и отработанное масло, легко реагировавших остатков смеси после зажигаются, сгорая с небольшим обрасварки. Эти остатки обычно перемеши- зованием золы, разрыхляют как саму ваются с флюсом, частицами шлака и смесь, так и полукокс, оставшийся пос. непригодны для вторичного использова- ле сгорания смеси, что способствует ния. Между -эм в составе их теряет- . 10 ее удалению с поверхности металла. ся большое количество таких дефицит- Для определения оптимального сосных материалов как силикокальций, алю- тава экзотермической смеси составминиевый порошок и селитра, лены три смеси ингредиентов, содержаЕще одним недостатком известной щие одно и то же количество, вес.%: смеси является то, что она состоит g натриевой селитры 19, алюминиевого из компонентов, резко отличающихся порошка 16,5, и отличающиеся друг от друг от друга по плотности (плотность друга содержанием древесных опилок, оксида марганца „ =5 г/см, плавико- равным в смесях А,Б и С последовавого шпата р =3,1 г/см, натриевой тельно, 22, 23, 5 и 25%, содержанием селитры р =2 25 г/см » алюминиевого 0 отработанного, масла, равным в смесях г ъ порошка р =1,4 г/см ). и при хране- А, Б и С — соответственно 12, 12, 5 нии, транспортировке, а также при на- и 13%, содержанием керосина, равным ыпании на свариваемое изделие проис- соответственно 4, 4,5 и 5%, а также ходит заметная сегрегация по удель- . содержанием окиси марганца, составному весу и разделение частиц окис- ляющим дополнительную до 100% часть в лителя и восстановителя, что еще бо- каждой смеси .

25. лее снижает реакционную способность. В таблице сопоставляются теплофиЦель изобретения — разработка эк- зические и технологические свойства эотермической смеси, содержащей в предлагаемых смесей с соответствующикачестве окислителя окись марганца ми свойствами известной смеси . и натриевую селитру, а в качестве -З0 Как видно из таблицы, технологивосстановителя алюминиевый порошок, ческие характеристики предлагаемой которая: имела бы низкий температур- экэотермической смеси (температура ный поРог начала горения, сгорала бы начала горения, теплообразование и

;полностью (c образованием неболь- полнота горения, склонность к сегрешого количества эолы) и не облада- 35 гации и т.д.) значительно лучше, чем ла бы склонностью их сегрегации. у известной смеси.

Поставленная цель достигается тем, Оптимальная добавка легковоспламечто в состав, содержащий натриевую,няющихся компонентов находится в прелитру алюминий и окись марганца, делах, %| древесные опилки 22-23,5,,сии вводят древесные опилки, отработан- 40 отработанное масло 12-12,5 и керо ное машинное масло и керосин при сле- 4-4, 5, так как при дальнейшем увелидующем с о м соотношении компонентов, вес.%| чении этих компонентов уменьшается

Н иевая селитра 18-20 . содержание в смеси алюминиевого поатриевая с

15-18 -рошка, окиси марганца и селитры., что

Древесные опилки 22-25 4 вызывает. уменьшение количества тепО б нное машин- ла образующегося по экзотермической ное масло 12-13 реакции в последующей стадии горения.

Остальное Наилучшей совокупностью технологиОкись марганца до 100% ческих и теплофизических свойств обAnюминиевый порошоК из алюминия . ладает смесь Б. Более высокие тепловводится в смесь в качестве восстано-. 50 физические свойства смеси позволяют натриевая селитра и окись мар« значительно уменьшить скорость охлажвителя, натриев ганца в качестве окислителя. Поэтому, дения наплавленного и ос о новного меизменяя их соотношение, в пределах талла сварного соединения. в интервале укаэанных интервалов концентраций критических температур Ag — . H предможно регулировать интенсивность эк- 5 отвратить образование в зоне ер эотермической реакции и количество ческого влияния сварки хрупких эакавыделяемого тепла. лочных структур и снизить остаточные, Отработанное машинное масло и про- напряжения после сварки. ьывочный керосин являющиеся наиболее Низкая темпер ур ат а начала горения легковоспламеняющимися ингредиентами 60 смеси (ниже

I (н е 300 С вместо 1200-1300 С (температура .вспышки 100-200 С) вво- для известной..смеси) позволяют зажидятся в смесь для снижения темпера- гать смесь о т пламени спички и истурного порога начала ее горения. пользовать вать смесь не только для подоКроме того, хорошо смачивая поверх- грева металла, у алла соп тствующего и посность частиц смеси и способствуя при- 65 ледующего сварке, но и для предвари,—

967740 ложенная смесь экономичнее известной в смеси.

Технология приготовления предла-, гаемой смеси не усложняется по сравнению с используемой для приготовле5 ния известной смеси . тельного подогрева, например, при сварке в зимнее время. Кроме того, связи с введением в ее состав отработанного машинного масла, промывочного керо» сина и древесных опилок предПредлагаемая

Известная смесь

Характеристика

Температура начала о.„горения, С с

Ниже 300 Ниже 300 Ниже 300:

1200-1300

Моме нт нане се ния смеси на поверх-ность металла

До сварки или в любой момент после. сварки (в случае необходимости зажигается спичкой) Сразу же после сварки на наплавленный металл

2647 2915

2578

Масса остатка от горения смеси, Ъ

37-60

Порошко- Пастообобразиая разная смесь из смесь комочков слипшихся частиц. Структурный состав смеси

Пастообразная смесь с большим количеством жидкой фазы

Порошкообразная смесь из

5 фракций, резко отличающихся по плот ности Склонность к раз- Значитель- Разделение компонентов смеси: делению компонен- ная по удельному весу не наблюда- тов при насыпании ется

Формула изобретения

Состав термитной смеси, преимущественно для подогрева металла при электродуговой сварке, содержащий натриевую селитру, алюминий и окись марганца,, отличающийся тем, что, с целью снижения.температу» ры начала горения состава, повышения полноты сгорания и уменьшения склонности к сегрегации, он дополнительно содержит древесные опилки, отработанное машинное масло и керосин.при следующем соотношении компонентов, вес,Ъ: вниййИ Заказ 7980/23 Тираж 1153 Подписное

Филиал ППП «Патент», г.ужгород, ул.Проектная,4

Количество тепла, образующегося при

Сгорании легковоспламеняющихся ингредиентов. (отработанное масло, керосин, древесные опилки, ккал/кг)

Натриевая селитра 18-20. у Алюми ний 15-18

Древесные опилки 22-25

Отработанное машинное масло 12-13

Керосин . 4-5 у Окись марганца Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 475234, кл. В 23 К 23/00, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР .Р 498120 кл. В 23 К 9/18, 1975 (про тотип).

   

термитный стержень и состав термитной смеси — патент РФ 2135340

Термитный стержень для сварки-пайки, резки и наплавки металлических конструкций выполнен в виде сформированной в цилиндр термитной смеси с оболочкой, сгорающей одновременно с составом термитной смеси. Состав термитной смеси содержит, мас.%: восстановитель (бор, или металл из группы алюминия, титана, кремния или сплавы кремния с железом, кремния с марганцем, кремния с кальцием, кремния с алюминием, или их смеси между собой и с бором) 6-30; газогенерирующую добавку в виде нитратов щелочных металлов, или аммония, или их смеси 10-40; оксид меди — остальное. В газогенерирующую добавку можно дополнительно ввести органические соединения, в качестве которых используют крахмал, сахар, мочевину, дициандиамид или их смесь. Состав может дополнительно содержать 0,1-30 мас.% оксидов никеля или олова или марганца или хрома или железа или их смеси. Кроме того, состав может содержать 0,1-10 мас.% никеля, или олова, или марганца, или их смеси, а также 0,1-10 мас.% флюса. Техническим результатом от использования изобретения является обеспечение более широких технологических возможностей в части получения горизонтальных, наклонных, вертикальных и потолочных швов, а также безопасности при использовании. 2 с. и 5 з. п.ф-лы, 2 табл., 1 ил. Изобретение относится к термитной сварке-пайке, резке и наплавке металлических конструкций из меди и ее сплавов и стали и может быть использовано для сварки-пайки, резки и наплавки металлов в быту, при ремонте техники в полевых условиях, при ведении ремонтно-спасательных работ, в условиях монтажа и демонтажа конструкций, на строительстве при ремонте сооружений и механизмов. В различных аварийных и бытовых ситуациях необходимы простые в обращении и надежные средства для ремонта машин и оборудования. Наибольшие трудности при ремонте возникают в случаях, когда требуется сварка-пайка, резка или наплавка металла. Используемое в настоящее время сварное оборудование не является компактным. Его транспортировки требует специальной техники, для работы на нем нужны мощные источники электрической энергии или газовые баллоны, специально обученный персонал. Известен термитный стержень и состав термитной смеси для сварки и наплавки металлической конструкции (Патент РФ N 1833272, N B 23 K 23/00, опубл. 07.08.93 г. ). Термитный стержень выполнен в виде сформированной в цилиндр термитной смеси с оболочкой из негорючего материала с температурой плавления ниже максимальной температуры горения термитной смеси, но выше температуры плавления металлоконструкции. Устройство термитного стержня позволяет обеспечить кумуляцию энергии горения термитной смеси в месте сварки, наплавки, следствием которой является возможность использования его в полевых условиях (сварки, наплавки), но реализация термитного стержня обеспечивает получение только горизонтального шва. Состав же термитной смеси выбирается в зависимости от его назначения, например, для сварки стальных изделий используют смесь порошка алюминия (23 мас.%) и железной окалины (77 мас.%) дисперсностью 0,3 — 0,6 мм и плотностью в прессованном состоянии 3,0 — 3,4 кг/м³. Для работы с медными конструкциями используют термитную смесь, содержащую 67,2 мас. % окиси меди и 32,8 мас.% химического соединения меди и алюминия. Частицы термитной смеси скрепляются добавлением в смесь связующего, например, поливинилацетатного клея и последующим формованием в виде стержня диаметром 6-8 мм и более, длиной 300 — 400 мм с запалом 6 — 8 мм. Размер стержня зависит от величины конструкции, подвергаемой сварке, наплавке. Указанный термитный стержень обеспечивает получение только горизонтального шва и не обеспечивает получение наклонных, вертикальных и тем более потолочных швов. Известен также (Патент РФ N 2054347, кл. B 23 K 23/00, 20.02.95 г.) термитный состав для получения расплава на основе меди, содержащий бор, оксид меди и в качестве связующего смесь перхлорат полиэтиленполиамина и этиленгликоля при следующем соотношении компонентов, (мас.%):
Бор — 5 — 8
Перхлорат полиэтиленполиамина — 15 — 20
Этиленгликоль — 5 — 10
Оксид меди — Остальное
Указанный термитный состав обеспечивает лучшее качество соединения, электропроводность, прочность, однако, обеспечивает получение горизонтального шва и не может быть использован для получения наклонных, вертикальных и тем более потолочных швов. Известен также состав термитной смеси (Ав. св. СССР 1362594, кл. B 23 K 23/00, опубл. 30.12.87 г.) для сварки металлических конструкций из меди или ее сплавов, включающий бор (4 — 9,9 мас.%), оксид меди (90,0 — 95,5 мас.%) и связующее (0,1 — 0,5 мас.%). В качестве связующего может использоваться раствор коллоксилина или фторкаучука в ацетоне или водный раствор силиката натрия. Указанный состав обеспечивает прочность сварного шва, но может использоваться только для получения горизонтальных швов. Задачей настоящего изобретения является создание термитного стержня и состава термитной смеси, обеспечивающей более широкие технологические возможности в части получения горизонтальных, наклонных, вертикальных и потолочных швов, экономичного и безопасного при использовании. Для решения поставленной задачи предлагается использовать термитный стержень с составом смеси, при горении которой осуществляется процесс сварки-пайки, резки, наплавки металлических конструкций в любом пространственном направлении: горизонтальном, наклонном, вертикальном. Термитный стержень выполнен в виде сформированной в цилиндр термитной смеси с оболочкой из материала, сгорающего одновременно с составом термитной смеси. Термитная смесь, которая используется в предлагаемом термитном стержне, имеет следующий состав, мас.%:
Восстановитель (бор или металл из группы алюминий, титан, кремний, или сплавы кремния с марганцем или кальцием, или алюминием или железом или их смеси) — 6 — 30
Газогенерирующая добавка (нитрат калия, натрия, или аммония или их смеси, или смеси с органическими соединениями, например, с крахмалом или сахаром, или мочевиной или дициандиамидом) — 10 — 40
Оксид меди — Остальное
При воспламенении указанного состава протекает реакция со значительным выделением тепла. В процессе горения состава термитной смеси образуется достаточное количество тепла для сварки-пайки, наплавки, резки металлических конструкций из меди и ее сплавов и стали. Температура продуктов сгорания равна 1500 — 2500^oC. В процессе сгорания смеси образуется флюс и расплав на основе меди. При взаимодействии нагретых до высокой температуры продуктов сгорания со свариваемым материалом происходит его нагрев или подплавление и образуется сварное соединение. Одновременно, за счет газогенерирующей добавки в термитной смеси и оболочки образуется направленная газовая струя (тепловой поток). Он определяется прежде всего качественным составом компонентов газогенерирующей добавки и их количественным соотношением, которое совместно с восстановителем и оксидом меди обеспечивают давление газовой струи и скорость горения состава, необходимые для образования сварного шва в любом пространственном положении. Оболочка, сгорая одновременно с термитной смесью, обеспечивает создание формы пламени, образующегося при сгорании термитного стержня. Введение в состав термитной смеси оксидов никеля, олова, марганца, железа и хрома до 30 мас.% или металлов никеля, олова, марганца до 15 мас.% позволяет получать в процессе горения термитного стержня заданные припои на основе меди. Регулирование растекаемости получаемого припоя осуществляется добавлением флюсов до 10 мас.% (см. таблицу 1). Термитный стержень предлагаемого состава отработан в опытном производстве, проверен на работоспособность в лабораторно-стендовых условиях. Нижеследующие примеры и прилагаемый рисунок (фиг. 1) поясняют предлагаемое изобретение. На рисунке (фиг. 1) изображен термитный стержень, который состоит из сгораемой оболочки с пыжом 1, термитный смеси 2, стопина 3 и термодержателя 4. Пример 1. Для испытания были изготовлены термитные стержни, в которых использовались варианты термитной смеси (см. таблицы 1 и 2). Из бумаги (70 г/м²) склеивалась двухосновная трубка с внутренним диаметром 10 мм, длиной 55 мм, на глубине 15 мм от торца вклеивания пыж. Оболочка заполняется термитной смесью. В полую часть стержня вставлялся термодержатель длиной 100 мм. Термически стержень устанавливается вертикально. Над ним на расстоянии 10 мм от верхнего среза горизонтально закрепляется предварительно взвешенная стальная пластина толщиной 1 мм с размером 70х70 мм. Состав поджигается раскаленной спиралью с верхнего конца. После сгорания образца пластина снимается. С нее отбиваются шлаки и по разнице масс до и после испытания определяется количество наплавленного металла. Так производилась оценка массы наплавки (см. табл. 1). Данная методика имитирует потолочный шов. Пример 2. Процесс сварки-пайки производился следующим образом. На кирпич вертикально или горизонтально устанавливаются внахлест или встык две металлические пластины, термитный стержень поджигается, подносится к началу будущего шва на расстояние нескольких миллиметров к поверхности соединяемых деталей и плавно перемещается вдоль шва по мере его заплавления образующимся сплавом. После остывания деталей с них отбивали образовавшиеся шлаки и замеряли длину шва. Результаты испытаний представлены в таблице 2. Для оценки качества сварки-пайки из сваренных пластин вырезали образцы размером 70х70 мм, которые испытывали на растяжение или разрыв. Все образцы показали один и тот же результат — разрыв шва был по металлу. Таким образом, предлагаемый термитный стержень с использованием указанного состава обеспечивает следующие преимущества:
— получение сварки-пайки, резки и наплавки металлических конструкций из меди и ее сплавов и стали в различных пространственных направлениях: горизонтальной, наклонной, вертикальной. — безопасность при изготовлении термитного стержня и его эксплуатации. За счет отсутствия воспламенительной головки, обладающей высокой чувствительностью к трению (3-й класс) и удару (5-й класс), используемый термитный состав обладает низкой чувствительностью к механическому воздействию: к удару на уровне 11-го класс опасности, а к трению — 13-го класса. Предлагаемый термитный стержень энерогонезависим от внешних источников, что обеспечивает его экономичность.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Термитный стержень, выполненный в виде сформированной в цилиндр термитной смеси с оболочкой, отличающийся тем, что оболочка выполнена из материала, сгорающего одновременно с составом термитной смеси. 2. Состав термитной смеси, содержащий оксид меди и восстановитель, отличающийся тем, что он дополнительно содержит газогенерирующую добавку в виде нитратов щелочных металлов или аммония или их смеси, а в качестве восстановителя содержит бор, или металл из группы алюминия, титана, кремния, или сплавы кремния с железом, кремния с марганцем, кремния с кальцием, кремния с алюминием или их смеси между собой и с бором при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Восстановитель — 6-30
Газогенерирующая добавка — 10-40
Оксид меди — Остальное
3. Состав по п.2, отличающийся тем, что газогенерирующая добавка дополнительно содержит органические соединения в количестве 1-7 мас.%. 4. Состав по п.3, отличающийся тем, что в качестве органических соединений газогенерирующая добавка содержит крахмал, сахар, мочевину, дициандиамид или их смесь. 5. Состав по любому из пп.2-4, отличающийся тем, что он дополнительно содержит 0,1-30 мас. % оксидов никеля, или олова, или марганца, или хрома, или железа, или их смеси. 6. Состав по любому из пп.2-4, отличающийся тем, что он дополнительно содержит 0,1-10 мас.% никеля, или олова, или марганца, или их смеси. 7. Состав по любому из пп.2-4, отличающийся тем, что он дополнительно содержит 0,1-10 мас.% флюса.

XuMuK.ru — ТЕРМИТ — Химическая энциклопедия

ТЕРМИТ (от греч. therme-тепло, жар), порошкообразная смесь стехиометрич. кол-в металлов или сплавов (т. наз. горючее) с оксидами менее активных металлов (окислитель), сгорающая при воспламенении с выделением большого кол-ва теплоты. Осн. горючее-Аl, Mg, сплавы Ca-Si, Сu-Аl, Fe-Mn, окислители- Fe2O3, Fe3O4, CuO, NiO, Pb3O4, MnO2. При экзотермич. окислит.-восстановит. р-ции идет восстановление металла оксида; продукты р-ции (преим. жидкие шлаки) нагреваются до т-ры ~ 2000 °С. Т-ра горения термита 2000-2800 °С, т. воспл. > 800 °С (для наиб. распространенного термита-смеси А1 с Fe3O4-1300°C). Кол-во теплоты, выделяющееся при горении, зависит от состава термита, напр, в случае железоалюминиевого термита: 8Аl + 3Fe3O4: : 4А12 О3 + 9 Fe + 3478 кДж. Производят термит в виде порошка или шашек. Для поджигания используют смесь ВаО2 и Mg или особые термитные спички. Применяют термит в качестве зажигательных составов, для термитной сварки, в металлотермии для произ-ва Мn, Сr, V, W, ферросплавов и разл. лигатур цветных и редких металлов, для дробления руды. Для сварочных работ (термитно-муфельная сварка проводов, сварка и стыковка рельсов, приварка заземляющих проводников к металлич. конструкциям, сварка труб и др.) широко используют след. термитные составы-CuO, ферромарганец, сплав Cu-Al; Fe3 О4, Аl, Mg, ферромарганец; Fe3O4, Mg, Al и др. Для получения феррованадия, феррохрома и др. применяют термиты, содержащие Fe3O4 и оксиды этих металлов. Лит.: Шевченко Г. Д., Сварка, пайка и термическая резка металлов, М., 1966; Боровинская И. П., Мержанов А. Г., в сб.: Металлотермические процессы в химии и металлургии, Новосиб., 1971; Шидловский А. А., Основы пиротехники, 4 изд., М., 1973; Brauer К. О., Handbook of pyrotechnics, N. Y., 1974; Barbour R.T., Pyrotechnics in industry, N.Y., 1981. H. А. Силин.

Боевое применение термитных смесей. — 8 Ноября 2013

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 из термита. 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 1000-1300оС. Температура горения составляет 2000-3500оС, что позволяет оплавлять бетон, разрушать камень, прожигать и плавить стали. Плотность классической термитной смеси составляет в прессованном виде около 3,2 гр./см3, что позволяет добиться высокой плотности заряжания. Наличие в термитах селитр и других кислород содержащих компонентов приводит 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 см3), 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.