Термитная смесь дома своими руками

Восстановление металла из его оксида с помощью другого металла называется металлотермией. Явление металлотермии открыл русский учёный Н. Н. Бекетов в 2019 году. А в 2019 году немецкий металлург-практик Ганс Гольдшмидт усовершенствовал метод Бекетова, предложив в качестве восстановителя использовать порошок алюминия. Гольдшмидт назвал смесь алюминиевого порошка и оксида железа термитом. C древнегреческого therme переводится как жар, тепло.

Термитные смеси

К сегодняшнему времени известно достаточно много различных термитных составов. В роли восстановителей могут использовать не только алюминий, но также магний, кальций и некоторые другие металлы. В качестве окислителей выступают оксиды никеля, хрома или вольфрама.

Характерные особенности

У всех термитов очень высокая температура горения — порядка 2000−4000 градусов. Они обладают способностью гореть без присутствия кислорода. Пламя термита невозможно потушить с помощью воды. Все эти смеси обладают исключительно сильной прожигающей способностью, легко проходя в расплавленном состоянии сквозь толстые листы металла, чугуна или бетона. Их можно использовать для резки металлов. Во время своего горения они образуют высокотемпературный шлак, который, в свою очередь, усиливает его проникающую способность. Потушить термит практически невозможно.

Вещество с такими уникальными свойствами не могло остаться незамеченным, и к настоящему времени термитные смеси активно используются в различных сферах промышленного производства, строительства и в военной отрасли.

Классификация смесей

Существует несколько основных направлений применения термитов: тепловое воздействие и детонаторный эффект, пиротехнические эффекты, сварка металлов. В соответствии с этим различают несколько основных термитных составов:

  • Традиционный или ферроалюминиевый. Формула и состав термита просты. Он представляет собою смесь алюминиевой пудры или опилок с железной окалиной (оксид железа Fe3O4). Процентное соотношение — 75% железной окалины и 25% алюминия. Чтобы процесс горения замедлить, могут применять алюминиевые опилки. Если необходима быстрая скорость сгорания, используют пудру. Часто на практике скорость сгорания подбирают экспериментальным путём с помощью разных соотношений алюминиевой пудры и алюминиевых опилок. С помощью этой смеси производят сварку железных конструкций.
  • Пиротехническая смесь. В этот состав в качестве окислителя входит хлорат калия, в качестве горючего элемента сера и карбонат стронция как катализатор процесса. Принципиальное отличие пиротехнической смеси от традиционной — относительно невысокая температура горения, но при этом очень яркое пламя. Для непосредственного теплового воздействия такие смеси не применяются.
  • Медная смесь. Состоит на 70% из оксида меди, практически в равных долях в состав входят медный порошок и алюминиевая пудра (10−12%) и ферромарганец — около 8%. Этот состав характеризуется самой высокой температурой горения — около 2019 градусов, что, в свою очередь, способствует образованию очень надёжных сварных швов. Применяется в основном при сварке стальных магистральных газопроводов.

Термитный карандаш

В этом случае речь идёт не о конкретном составе смеси, а о способе её упаковки в готовое рабочее состояние. На практике часто гораздо удобнее использовать не порошок, а компактно упакованную смесь в твёрдом агрегатном состоянии. Например, в виде удобного к использованию карандаша длиною порядка 30−35 см.

Как сделать термитный карандаш? Для этого сначала готовят смесь и смешивают ее с цементатором. В качестве цементатора используют спиртовые растворы канифоли, шеллака или бакелита. После того как смесь готова, берут электродную проволоку соответствующей длины и путем погружения её в жидкую смесь производят обволакивание электрода. После просушки получаем очень удобную к использованию в полевых условиях палочку термита. Необходимо только помнить, что если такой карандаш зажечь, потушить его уже будет невозможно.

Применение в условиях боевых действий

Большое применение термиты нашли в военной сфере, что и неудивительно, учитывая их специфические свойства.

Первый боеприпас на основе этой смеси был применён во время Первой мировой войны. Это была термитная бомба унитарного принципа действия. То есть воспламенение термита и его горение происходило непосредственно в самом снаряде, что делало такую гранату крайне опасной для самого бросающего.

В последующем стали применять зажигательные артиллерийские снаряды. Снаряд действовал по принципу обычной шрапнели, однако, вместо кусков металла, в этом случае во все стороны разлетались шаровидные сегменты спрессованного термита. В каждом таком сегменте находился самостоятельный запал, который поджигал термит от воздействия пороховых газов во время разрыва снаряда.

Термитные авиационные заряды активно применялись армией США во время войны во Вьетнаме. Они показали свою эффективность при поражении скоплений деревянных построек и легкобронировнаной техники среди зарослей джунглей.

Каждый вид боевого термита, помимо основного состава, всегда содержит специальные добавки, которые делают его применение более эффективным в разных боевых условиях. В частности, для увеличения объёма пламени и времени горения используют нитрат бария. Для того чтобы повысить влагостойкость состава, применяют древесную муку, смешанную с фенолформальдегидом. При добавлении селитры увеличивают доставку кислорода к горящей смеси, что приводит к вскипанию расплава по поверхности и к разбрызгиванию в разные стороны, что увеличивает поражающую способность термитного заряда. Эти свойства используют при изготовлении огнемётной термитной смеси.

На базе термитных смесей изготавливают составы для трассирующих снарядов и пуль. Термитные заряды имеют системы залпового огня «Град».

В настоящее время в некоторые армии стран НАТО поступили последние разработки нанотермитов, которые применяются для поражения таковой силы противника.

Термитная смесь своими руками

В домашних условиях, как правило, изготавливают термит традиционного состава. Для этого необходимо наличие под рукой всего двух ингридиентов: железной окалины (Fe3O4) и алюминиевой пудры. И если алюминиевая пудра свободно продаётся в магазине химреактивов, то добыча достаточного количества окалины может стать серьёзной проблемой, если, конечно, у вас нет собственной кузницы.

Получение оксида железа Fe3O4

Процесс получения окалины в домашних условиях можно условно разделить на два этапа. Сначала нужно получить оксид железа Fe2O3. Говоря простым языком, нам нужно достаточное количество ржавчины. После этого ржавчину превращают в окалину.

Для получения ржавчины нам понадобится:

  • Выпрямитель постоянного тока мощностью 12 В.
  • Поваренная соль.
  • Железный гвоздь.
  • Стеклянная банка объёмом 0.5 литра.

Соль растворяем воде и делаем насыщенный раствор, чтобы он обладал хорошей электропроводимостью. Включаем выпрямитель в сеть и оба его провода, идущие с выходов, погружаем в банку с насыщенным соляным раствором. Через некоторое время можно будет заметить, что от одного из проводов начинают выделяться пузырьки газа. Это говорит о том, что данный контакт имеет положительный заряд. Железный гвоздь присоединяется к положительному заряду и опускается в раствор. Второй контакт располагается рядом с плюсом, не соприкасаясь с ним. Необходимо добиться максимально большого выделения пузырьков газа. Оставляем это нехитрое устройство работать как минимум на сутки.

После этого соскребаем с гвоздя образовавшийся толстый слой ржавчины и сушим её на солнце или на огне. Полученную ржавчину необходимо превратить в мелкодисперсный раствор. Для этой цели помещаем порошок в фарфоровую ступку и как следует перетираем содержимое, пока не получим мелкую пудру.

Теперь осталось превратить ржавчину (Fe2O3) в окалину (Fe3O4). Для этого помещаем полученный порошок в тугоплавкий тигль и разогреваем его докрасна под пламенем горелки. Всё, второй необходимый ингридиент готов.

Пропорции смешивания и техника безопасности

Необходимо смешать 8 частей окалины и 3 части алюминиевой пудры. Если часть пудры заменить алюминиевыми опилками, можно увеличить время горения термитной смеси.

Термит — вещество абсолютно безопасное, пока его не подожгли. Необходимо понимать, что термит представляет собой смертельную опасность только после того, как будет подожжён. А поджечь его обычной спичкой невозможно, температуры в этом случае будет недостаточно. Поэтому, пока он хранится дома в специальной ёмкости, он абсолютно безопасен и не представляет никакой угрозы для окружающих.

Литой термит

Чтобы было удобнее пользоваться, смесь можно приготовить в виде твёрдого состава, а не сыпучего. Для этого необходимо заранее приготовить формовочную посуду. Лучше всего подойдут специальные резиновые формы.

Состав смеси для литого термита:

  • Железная окалина 300 гр.
  • Гипс 200 гр.
  • Алюминиевый порошок, представляющий собой смесь алюминиевой пудры и алюминиевых опилок 200 гр.

Само изготовление довольно простое. Все первоэлементы перемешиваются, и после этого смесь замешивается на воде в специальной формовочной ёмкости. Смесь оставляется на 40 минут, чтобы гипс схватился и получилась однородная твёрдая масса. Затем смесь снова заливается водой и так выдерживается в течение недели. За это время масса должна полностью высохнуть.

Как поджечь

Температура вспышки термита составляет порядка 2019 градусов. Поэтому бытовые средства розжига тут не помогут. Можно использовать длинную магниевую стружку, которая продается в магазине химреактивов. Некоторые опытные практики советуют для этой цели использовать обычные бенгальские огни. Можно использовать смесь алюминиевой пудры с марганцовкой, но это крайне рискованный метод, так как во время химической реакции происходит мгновенное вспыхивание. Такая смесь может загореться моментально прямо в руках.

Оптимальным способом является приготовить в домашних условиях напалм и с его помощью поджечь смесь.

Для этого необходимо в достаточном количестве взять кусочки пенопласта, ненужные пластиковые тарелки и прочую одноразовую посуду. Всё это набивают в стеклянную банку с плотной крышкой и заливают растворителем типа ацетона или бензина. Через несколько дней пластмасса полностью растворяется в растворителе и превращается в единую плотную мягкую массу, похожую на жвачку. Зажечь эту массу можно обычной спичкой, при этом температура горения у неё достигает 2019 градусов. С помощью такого напалма термитная смесь достаточно легко поджигается.

Особенности изготовления термитной смеси своими руками — состав и рекомендации

От DA

27.01.2019 21:31

Термитная смесь — порошок, отличающийся составом в зависимости от типа и назначения, выдающий температуру 2300-2700 0С 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 2019 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 2019 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 2019 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.