Термит: металл ұнтағы мен металл оксидінің қоспасы

Кіріспе

Металл ұнтағынан тұратын пиротехникалық композиция, ол отын қызметін атқарады, және металл оксиді – тұтанғыш материал.

Термит – металл ұнтағы мен металл оксидінен құралған пиротехникалық композиция. Жылу немесе химиялық реакция арқылы тұтанғанда, термит экзотермиялық тотығу-тоғыту (редокс) реакциясына түседі. Көптеген түрлері жарылғыш емес, бірақ шағын аумақта қысқа мерзімді үлкен жылу мен жоғары температура тудырады. Оның әрекет ету механизмі қара ұнтақ сияқты басқа отын-окистендіргіш қоспаларға ұқсас. Термиттердің құрамы әртүрлі. Отынға алюминий, магний, титан, мырыш, кремний және бор жатады. Алюминий жоғары қайнау температурасы және төмен құны болғандықтан жиі қолданылады. Окистендіргіштерге висмут(III) оксиді, бор(III) оксиді, кремний(IV) оксиді, хром(III) оксиді, марганец(IV) оксиді, темір(III) оксиді, темір(II,III) оксиді, мыс(II) оксиді және қорғасын(II,IV) оксиді жатады. Жиырма бес металл мен отыз екі металл оксидін қамтитын термохимиялық зерттеуде, 800 екілік комбинацияның 288-і 2000 К-ден жоғары адиабаттық температураға ие болды. Мұндай комбинациялар, өте жоғары температураны өндіруге термодинамикалық мүмкіндікке ие, реакцияға түсуге қабілетті немесе ықтимал термит жүйелері болып табылады. Реакция, сонымен қатар Голдшмидт процесі деп аталады, термитпен дәнекерлеуге қолданылады, көбінесе теміржол рельстерін біріктіру үшін пайдаланылады. Термиттер металл тазартуда, қару-жарақтарды қолдандықтан шығаруда және өртке қарсы қаруларда қолданылады. Термит сияқты кейбір қоспалар фейерверктерде пиротехникалық бастаушы ретінде қолданылады.

Тарих

Термит реакциясы 1893 жылы неміс химигі Ханс Голдшмидт ашқан, ал 1895 жылы патенттелген. Осының салдарынан, реакция кейде "Голдшмидт реакциясы" немесе "Голдшмидт процесі" деп аталады. Голдшмидт бастапқыда металлургияда көміртекті пайдаланбастан, өте таза металл алуға қызығушылық танытқан, бірақ ол көп ұзамай термиттің дәнекерлеудегі маңыздылығын байқады. Термиттің алғашқы коммерциялық қолданылуы 1899 жылы Эссен қаласында трамвай рельстерін дәнекерлеу болды.

Түрлері

Қызыл темір(III) оксиді (Fe2O3, көбінесе тот деп аталады) термитте қолданылатын ең көп таралған темір оксиді болып табылады. Қара темір(II,III) оксиді (Fe3O4, магнетит) де жарайды. Кейде басқа оксидтер де қолданылады, мысалы, MnO2 марганец термитінде, Cr2O3 хром термитінде, SiO2 (кварц) кремний термитінде немесе мыс(II) оксиді мыс термитінде, бірақ тек арнайы мақсаттар үшін. Құрғақ мұз (қатып қалған көмірқышқыл газы) және магний, алюминий және бор сияқты тотығуға қарсы заттардың қоспалары металл оксидтерін және көміртекті шығаратын дәстүрлі термит қоспаларындағыдай химиялық реакциядан өтеді. Құрғақ мұз термит қоспасының температурасы өте төмен болғанымен, мұндай жүйе отпен тұтана алады. Құрамындағы заттар ұсақ бөлінгеннен кейін, құбырға салып, дәстүрлі жарылғыш зат сияқты дайындалғанда, бұл криотермит жарылуға қабілетті және реакцияда босатылған көміртегінің бір бөлігі алмаз түрінде пайда болады. Алюминийдің орнына кез келген реактивті металл қолданылуы мүмкін. Бұл сирек жасалады, себебі алюминийдің қасиеттері осы реакция үшін дерлік идеалды: ол пассивациялық қабатты құрайды, оны көптеген басқа реактивті металдардан қауіпсіз етеді. Оның салыстырмалы түрде төмен балқу температурасы (660 °C) металды балқытуды жеңілдетеді, сондықтан реакция негізінен сұйық фазада жүреді, демек, ол жеткілікті жылдам өтеді. Оның жоғары қайнау температурасы (2519 °C) реакцияға өте жоғары температураға жетуге мүмкіндік береді, себебі бірнеше процестер ең жоғары температураны қайнау температурасынан төменге дейін шектеуге бейім. Мұндай жоғары қайнау температурасы өтпелі металдар арасында жиі кездеседі (мысалы, темір және мыс 2887 және 2582 °C-та қайнайды), бірақ жоғары реактивті металдар арасында сирек кездеседі (мысалы, магний және натрий 1090 және 883 °C-та қайнайды). Сонымен қатар, реакция нәтижесінде пайда болған алюминий оксидінің төмен тығыздығы оны түзілген таза металдың үстінде жүзуге мүмкіндік береді. Бұл әсіресе дәнекерлеу кезінде ластануды азайту үшін маңызды. Реактивтер бөлме температурасында тұрақты болғанымен, олар тұтану температурасына дейін қыздырылғанда өте қарқынды экзотермиялық реакциямен жанады. Өнімдер жоғары температурада (темір(III) оксидімен 2500 °C-қа дейін) сұйық күйде шығады, бірақ нақты температура қоршаған ортаға жылу қаншалықты жылдам таралатынына байланысты. Термит өзінің оттегін өндіреді және сыртқы ауа көзіне мұқтаж болмайды. Осылайша, оны сөндіруге болмайды және жеткілікті бастапқы жылу болған кез келген ортада тұтана алады. Ол ылғалды жағдайда да жақсы жанады және оны сумен сөндіру қиын, бірақ жеткілікті жылуды кетіру үшін жеткілікті су реакцияны тоқтатуы мүмкін. Аз мөлшерде су реакцияға жете алмай тұрып қайнап кетеді. Дегенмен, термит су астында дәнекерлеу үшін қолданылады. Термиттерге жану кезінде газ өндірілуінің жоқтығы, жоғары реакция температурасы және балқыған шлактың пайда болуы тән. Отынның жану жылуы жоғары болуы керек және төмен балқу температурасы мен жоғары қайнау температурасы бар оксидтерді өндіруі керек. Окистендіргіш құрамында кемінде 25% оттегі болуы керек, тығыздығы жоғары, қалыптасу жылуы төмен және төмен балқу температурасы мен жоғары қайнау температурасы бар металл өндіруі керек (осылайша босатылған энергия реакция өнімдерінің булануында жұмсалмайды). Механикалық қасиеттерін жақсарту үшін қоспаға органикалық байланыстырғыштар қосылуы мүмкін, бірақ олар эндотермиялық ыдырау өнімдерін шығаруға бейім, бұл реакциялық жылудың жоғалуына және газдардың пайда болуына әкеледі. Реакция жылдамдығын бөлшектердің мөлшерімен де реттеуге болады; ірі бөлшектер ұсақ бөлшектерге қарағанда баяу жанады. Бұл әсер реакцияны бастау үшін жоғары температураға қыздыруды қажет ететін бөлшектерде көбірек байқалады. Бұл эффект нанотермиттерде шегіне дейін жеткізіледі. Адиабатикалық жағдайлардағы реакцияда, қоршаған ортаға жылу жоғалмағанда, реакцияның өзі өндірген энергияны (реакциядағы заттардың энтальпиясын өнімдердің энтальпиясынан алып тастау) және өнімдерді қыздыруға жұмсалған энергияны (олардың меншікті жылуынан, материалдар тек температурасын өзгерткенде, олардың балқу энтальпиясынан және ақырында булану энтальпиясынан, материалдар балқығанда немесе қайнағанда) есептеп, Гесс заңы арқылы температураны бағалауға болады. Нақты жағдайларда реакция қоршаған ортаға жылуды жоғалтады, сондықтан алынған температура сәл төмен болады. Жылу беру жылдамдығы шекті, сондықтан реакция неғұрлым жылдам болса, адиабатикалық жағдайға соғұрлым жақын болады және алынған температура жоғары болады.

Red iron(III) oxide (Fe2O3, commonly known as rust) is the most common iron oxide used in thermite. Black iron(II,III) oxide (Fe3O4, magnetite) also works. Other oxides are occasionally used, such as MnO2 in manganese thermite, Cr2O3 in chromium thermite, SiO2 (quartz) in silicon thermite, or copper(II) oxide in copper thermite, but only for specialized purposes. Combinations of dry ice (frozen carbon dioxide) and reducing agents such as magnesium, aluminium and boron follow the same chemical reaction as with traditional thermite mixtures, producing metal oxides and carbon. Despite the very low temperature of a dry ice thermite mixture, such a system is capable of being ignited with a flame. When the ingredients are finely divided, confined in a pipe and armed like a traditional explosive, this cryo thermite is detonatable and a portion of the carbon liberated in the reaction emerges in the form of diamond. In principle, any reactive metal could be used instead of aluminium. This is rarely done, because the properties of aluminium are nearly ideal for this reaction:

It forms a passivation layer making it safer to handle than many other reactive metals. Its relatively low melting point (660 °C) means that it is easy to melt the metal, so that the reaction can occur mainly in the liquid phase, thus it proceeds fairly quickly. Its high boiling point (2519 °C) enables the reaction to reach very high temperatures, since several processes tend to limit the maximum temperature to just below the boiling point. Such a high boiling point is common among transition metals (e. g., iron and copper boil at 2887 and 2582 °C, respectively), but is especially unusual among the highly reactive metals (cf. magnesium and sodium, which boil at 1090 and 883 °C, respectively). Further, the low density of the aluminium oxide formed as a result of the reaction tends to leave it floating on the resultant pure metal. This is particularly important for reducing contamination in a weld. Although the reactants are stable at room temperature, they burn with an extremely intense exothermic reaction when they are heated to ignition temperature. The products emerge as liquids due to the high temperatures reached (up to 2500 °C (4532°F) with iron(III) oxide)—although the actual temperature reached depends on how quickly heat can escape to the surrounding environment. Thermite contains its own supply of oxygen and does not require any external source of air. Consequently, it cannot be smothered, and may ignite in any environment given sufficient initial heat. It burns well while wet, and cannot be easily extinguished with water—though enough water to remove sufficient heat may stop the reaction. Small amounts of water boil before reaching the reaction. Even so, thermite is used for welding under water. The thermites are characterized by almost complete absence of gas production during burning, high reaction temperature, and production of molten slag. The fuel should have high heat of combustion and produce oxides with low melting point and high boiling point. The oxidizer should contain at least 25% oxygen, have high density, low heat of formation, and produce metal with low melting and high boiling points (so the energy released is not consumed in evaporation of reaction products). Organic binders can be added to the composition to improve its mechanical properties, but they tend to produce endothermic decomposition products, causing some loss of reaction heat and production of gases. The reaction rate can be also tuned with particle sizes; coarser particles burn slower than finer particles. The effect is more pronounced with the particles requiring being heated to higher temperature to start reacting. This effect is pushed to the extreme with nano thermites. The temperature achieved in the reaction in adiabatic conditions, when no heat is lost to the environment, can be estimated using Hess's law – by calculating the energy produced by the reaction itself (subtracting the enthalpy of the reactants from the enthalpy of the products) and subtracting the energy consumed by heating the products (from their specific heat, when the materials only change their temperature, and their enthalpy of fusion and eventually enthalpy of vaporization, when the materials melt or boil). In real conditions, the reaction loses heat to the environment, the achieved temperature is therefore somewhat lower. The heat transfer rate is finite, so the faster the reaction is, the closer to adiabatic condition it runs and the higher is the achieved temperature.

Темір термит

Ең көп таралған құрамы – темір термит. Окистендіргіш ретінде әдетте темір(III) оксиді немесе темір(II,III) оксиді қолданылады. Біріншісі көбірек жылу шығарады. Екіншісін тұтандыру оңайырақ, бұл оксидтің кристалдық құрылымымен байланысты болуы мүмкін. Мыс немесе марганец оксидтерін қосу тұтандыруды айтарлықтай жеңілдетеді. Дайындалған термиттің тығыздығы көбінесе 0,7 г/см³-қа дейін төмендеуі мүмкін. Бұл өз кезегінде салыстырмалы түрде төмен энергия тығыздығына (шамамен 3 кДж/см³), жылдам жану уақытына және ауаның кеңеюінен балқыған темірдің шашылуына алып келеді. Термит 4,9 г/см³ (шамамен 16 кДж/см³) тығыздыққа дейін, жану жылдамдығы 1 см/с шамасында басылуы мүмкін. Басылған термит жоғары балқыту қабілетіне ие, яғни төмен тығыздықтағы термит бұзылатын болат ыдысты балқыта алады. Қосымша заттар қосылған немесе қосылмаған темір термит, жылуға төзімді қабықшасы және соплосы бар кесу құрылғыларына басылуы мүмкін. Қысқылды теңгерілген темір термит 2Al + Fe2O3-тің теориялық ең жоғары тығыздығы 4,175 г/см³, адиабатикалық жану температурасы 3135 К немесе 2862 °C немесе 5183 °F (фазалық өтулер ескерілген, темірдің 3135 К-те қайнауымен шектелген), алюминий оксиді (сәтке дейін) балқыған, ал алынған темір көбінесе сұйық күйде болады, оның бір бөлігі газ тәрізді болады – термиттің 1 кг-на 78,4 г темір буы түзіледі. Энергия мазмұны 945,4 ккал/г (3956 Дж/г). Энергия тығыздығы 16 516 Дж/см³. Бастапқы қоспа, ойлап табуынша, диірмен қабығы түріндегі темір оксидін қолданған. Қоспаны тұтандыру өте қиын болды.

Мыс термит

Мыс термитін мыс(I) оксидінен (Cu2O, қызыл) немесе мыс(II) оксидінен (CuO, қара) дайындауға болады. Жану жылдамдығы өте жоғары, ал мыстың балқу температурасы салыстырмалы түрде төмен болғандықтан, реакция қысқа мерзім ішінде көп мөлшерде балқыған мыс тудырады. Мыс(II) термит реакциялары соншалықты жылдам болуы мүмкін, оларды флеш-порошок түрі деп санауға болады. Жарылыс болуы мүмкін, нәтижесінде мыс тамшылары айтарлықтай қашықтыққа шашырайды. Оттегімен теңдестірілген қоспаның теориялық ең жоғары тығыздығы 5,109 г/см3, адиабатикалық жалын температурасы 2843 К (фазалық өтулер ескерілген), алюминий оксиді балқыған, ал мыс сұйық және газ тәрізді күйде болады; осы термиттен 1 кг-ға 343 г мыс буы шығады. Энергия мазмұны 974 ккал/г. Оттегімен теңдестірілген қоспаның теориялық ең жоғары тығыздығы 5,280 г/см3, адиабатикалық жалын температурасы 2843 К (фазалық өтулер ескерілген), алюминий оксиді балқыған, ал мыс сұйық және газ тәрізді күйде болады; осы термиттен 1 кг-ға 77,6 г мыс буы алынады. Энергия мазмұны 575,5 ккал/г. Термит реакциясын тұтандыру үшін әдетте шамшырақ немесе оңай қол жеткізілетін магний лентасы қажет, бірақ тұтанудың сенімді еместігіне және болжамсыздығына байланысты, тұрақты күш салу қажет болуы мүмкін. Бұл температураға дәстүрлі қара ұнтақтан, нитроцеллюлоза таяқшаларынан, детонаторлардан, пиротехникалық бастауыштардан немесе басқа да кең таралған тұтандырғыш заттардан қол жеткізу мүмкін емес. Реакцияны дұрыс орындаса, пропан факелі арқылы тұтандыруға болады. Көбінесе, сақтандырғыш ретінде магний металлдан жасалған жолақтар қолданылады. Металдар салқындатқыш газдарды бөліп шығармайтындықтан, олар өте жоғары температурада жануы мүмкін. Магний сияқты реактивті металдар термит тұтандыру үшін жеткілікті жоғары температураға жете алады. Магний тұтандыруы термит қолданушылар арасында танымал, өйткені оны алу оңай. Олар қажетті температураға жетеді және өртеу нүктесі үлгіге жеткенше жеткілікті уақыт береді. Бұл қауіпті әдіс болуы мүмкін, себебі магний жолақтары сияқты темір ұшқындары мыңдаған градусқа дейін қызып, термитті тұтандыруы мүмкін, бірақ ұшқынның өзі онымен жанаспайды. Бұл әсіресе ұсақ ұнтақталған термитпен қауіпті. Шамның басы термит тұтандыру үшін жеткілікті ыстық. Алюминий фольгамен оралған шам басын және шам басына жеткілікті ұзын вискофизді/электрлік шамды қолдануға болады. Сондықтан, термитке жақын жерде шамды жағу қауіпті.

Copper thermite can be prepared using either copper(I) oxide (Cu2O, red) or copper(II) oxide (CuO, black). The burn rate tends to be very fast and the melting point of copper is relatively low, so the reaction produces a significant amount of molten copper in a very short time. Copper(II) thermite reactions can be so fast that it can be considered a type of flash powder. An explosion can occur, which sends a spray of copper drops to considerable distances. Oxygen balanced mixture has theoretical maximum density of 5.109 g/cm3, adiabatic flame temperature 2843 K (phase transitions included) with the aluminium oxide being molten and copper in both liquid and gaseous form; 343 g of copper vapor per kg of this thermite are produced. The energy content is 974 cal/g. Oxygen balanced mixture has theoretical maximum density of 5.280 g/cm3, adiabatic flame temperature 2843 K (phase transitions included) with the aluminium oxide being molten and copper in both liquid and gaseous form; 77.6 g of copper vapor per kg of this thermite are produced. The energy content is 575.5 cal/g. Ignition of a thermite reaction normally requires a sparkler or easily obtainable magnesium ribbon, but may require persistent efforts, as ignition can be unreliable and unpredictable. These temperatures cannot be reached with conventional black powder fuses, nitrocellulose rods, detonators, pyrotechnic initiators, or other common igniting substances. Starting the reaction is possible using a propane torch if done correctly. Often, strips of magnesium metal are used as fuses. Because metals burn without releasing cooling gases, they can potentially burn at extremely high temperatures. Reactive metals such as magnesium can easily reach temperatures sufficiently high for thermite ignition. Magnesium ignition remains popular among amateur thermite users, mainly because it can be easily obtained, These reach the necessary temperatures and provide enough time before the burning point reaches the sample. This can be a dangerous method, as the iron sparks, like the magnesium strips, burn at thousands of degrees and can ignite the thermite, though the sparkler itself is not in contact with it. This is especially dangerous with finely powdered thermite. Match heads burn hot enough to ignite thermite. Use of match heads enveloped with aluminium foil and a sufficiently long viscofuse/electric match leading to the match heads is possible. Similarly, finely powdered thermite can be ignited by a flint spark lighter, as the sparks are burning metal (in this case, the highly reactive rare earth metals lanthanum and cerium). Therefore, it is unsafe to strike a lighter close to thermite.

Азаматтық мақсаттар

Термит реакциясының көптеген қолданыстары бар. Бұл жарылғыш зат емес, керісінше, өте кішкентай аумақты өте жоғары температураға түсіру арқылы әрекет етеді. Күшті жылу шағын нүктеге шоғырландырылып, металды кесуге немесе металл компоненттерді балқыту арқылы, сондай-ақ термит реакциясынан шыққан қорытылған металл құю арқылы біріктіруге қолданылуы мүмкін. Термит локомотивтің осьтік рамасы сияқты қалың болат бөліктерін ауыстыру үшін дәнекерлеу арқылы жөндеуге қолданылады, мұнда бөлшекті орнатылған жерінен алып тастамай-ақ жөндеу жұмысын жасауға болады. Термит теміржол сияқты болатты жылдам кесуге немесе дәнекерлеуге қолданылады, бұл үшін күрделі немесе ауыр жабдықтар қажет емес. Дегенмен, мұндай дәнекерленген жерлерде шлак кірігіп қалуы және қуыстар (тесіктер) сияқты кемшіліктер жиі кездеседі, сондықтан процесті сәтті жүргізу үшін ерекше сақтылық қажет. Теміржолдарды термитпен дәнекерлеудің сандық талдауы, құю салқындату талдауына ұқсас тәсілмен жүргізілді. Бұл шекті элементтер талдауы және термитпен дәнекерленген рельстердің тәжірибелік талдауы дәнекерлеу аралығының кемшіліктердің пайда болуына ең көп әсер ететін параметр екенін көрсетті. Дәнекерлеу аралығын арттыру ықшамдалу қуыстарын және суық дәнекерлеу ақауларын азайтады, ал алдын ала қыздыру және термит температурасын арттыру осы ақауларды одан да азайтады. Алайда, осы ақауларды азайту екінші ақау түрін – микрокеуектілікті тудырады. Рельстердің түзу болып қалуын қамтамасыз ету де маңызды, әйтпесе жоғары жылдамдықты және ауыр жүк көтеретін жолдарда тозуға себеп болатын иілген буындар пайда болуы мүмкін. Термит дәнекерлеудің қаттылығын жолдарды жөндеуге қатысты зерттеулер бастапқы жолдармен салыстыру үшін қаттылығын жақсартты, сонымен бірге оның тасымалданатын қасиетін сақтап қалды. Термит реакциясы тотығу-тотықсыздану реакциясы болып, қоршаған ортаға зиян келтірмейтіндіктен, бетонның орнына мұнай құдықтарын герметтеу үшін қолданыла бастады. Термит көбінесе ұнтақ күйде болғанымен, сұйылтылған қоспа процеске кезінде айналаға тигізетін зиянды азайта алады, бірақ алюминийдің көп мөлшері герметтің беріктігіне нұқсан келтіруі мүмкін. Модельдік құбырдың пластигін балқыту үшін қоспаның жоғары концентрациясы қажет болды, бұл оны тиімді қоспаға айналдырды. Құдық герметтеудің жылу ағынын симуляциялау үшін басқа эксперименттер жүргізілді. Термит реакциясы кейбір металдардың кендерін тазарту үшін қолданылғанда, алюминотермиялық реакция деп аталады. Таза уран алу үшін қолданылатын реакцияның нұсқасы Фрэнк Спединг басқарған Эймс зертханасындағы Манхэттен жобасының бөлігі ретінде әзірленді. Оны кейде Эймс процесі деп те атайды. Мыс термиті электрлік қосылымдар үшін қалың мыс сымдарын біріктіру үшін қолданылады. Ол электр энергетикасы және телекоммуникация салаларында кеңінен қолданылады (экзотермиялық дәнекерленген қосылымдар).

Thermite reactions have many uses. It is not an explosive; instead, it operates by exposing a very small area to extremely high temperatures. Intense heat focused on a small spot can be used to cut through metal or weld metal components together both by melting metal from the components, and by injecting molten metal from the thermite reaction itself. Thermite may be used for repair by the welding in place of thick steel sections such as locomotive axle frames where the repair can take place without removing the part from its installed location. Thermite can be used for quickly cutting or welding steel such as rail tracks, without requiring complex or heavy equipment. However, defects such as slag inclusions and voids (holes) are often present in such welded junctions, so great care is needed to operate the process successfully. The numerical analysis of thermite welding of rails has been approached similar to casting cooling analysis. Both this finite element analysis and experimental analysis of thermite rail welds has shown that weld gap is the most influential parameter affecting defect formation. Increasing weld gap has been shown to reduce shrinkage cavity formation and cold lap welding defects, and increasing preheat and thermite temperature further reduces these defects. However, reducing these defects promotes a second form of defect: microporosity. Care must also be taken to ensure that the rails remain straight, without resulting in dipped joints, which can cause wear on high speed and heavy axle load lines. Studies to make the hardness of thermite welds to repair tracks have made improvements to the hardness to compare more to the original tracks while keeping its portable nature. As the reaction of thermite is oxidation reduction and environmentally friendly, it has started to be adapted into use for sealing oil wells instead of using concrete. Though thermite is usually in a powder state, a diluted mixture can reduce damage to the surroundings during the process, though too much alumina can risk hurting the integrity of the seal. A higher concentration of mixture was needed to melt the plastic of a model tube, making it a favorable mixture. Other experiments have been done to simulate the heat flux of the well sealing to predict the temperature on the surface of the seal over time. A thermite reaction, when used to purify the ores of some metals, is called the , or aluminothermic reaction. An adaptation of the reaction, used to obtain pure uranium, was developed as part of the Manhattan Project at Ames Laboratory under the direction of Frank Spedding. It is sometimes called the Ames process. Copper thermite is used for welding together thick copper wires for the purpose of electrical connections. It is used extensively by the electrical utilities and telecommunications industries (exothermic welded connections).

Әскери мақсаттарда

Термит қол гранаталары мен зарядтары қарулы күштерде материалдық нысаналарды жою және жабдықты ішінара бұзу үшін қолданылады, екіншісі қауіпсіз немесе толыққанды әдістерге уақыт жетпеген жағдайда жиі кездеседі. Мысалы, термит жау әскерлеріне түсіп қалу қаупі болғанда криптографиялық жабдықты жедел түрде жою үшін пайдаланылуы мүмкін. Стандартты темір термит тұтандыруға қиын, іс жүзінде жалыны жоқ және әсер ету радиусы шағын болғандықтан, стандартты термит өзінің жеке жанғыш құрамы ретінде сирек қолданылады. Термит қоспасының газ тәрізді реакция өнімдерінің көлемі артқан сайын, сол термит қоспасының жылу беру жылдамдығы (демек, зақымдануы) артады. Ол көбінесе оның жанғыш әсерін күшейтетін басқа ингредиенттермен бірге қолданылады. Термат TH3 – термит пен пиротехникалық қоспалардың қоспасы, ол жанғыш мақсаттар үшін стандартты термиттен артық деп табылған. Оның салмағы бойынша құрамы шамамен 68,7% термит, 29,0% барий нитраты, 2,0% күкірт және 0,3% байланыстырғыш (мысалы, PBAN) құрайды. Термит жарылғыш зарядтарды қолданбай-ақ артиллериялық құралдарды толығымен істен шығаруға мүмкіндік береді, сондықтан операция кезінде үнсіздік қажет болғанда термит қолданылуы мүмкін. Бұл бір немесе бірнеше дайын термит гранаталарын зеңбірек трубкасына салып, одан кейін жылдам жабу арқылы жасалады; бұл трубканы бітеді және қаруды қайтадан зарядтау мүмкін емес етеді. Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде неміс және одақтас әскерлері жанғыш бомбаларда термит қоспаларын қолданды. Жанғыш бомбалар әдетте магнийлі фитильмен тұтандырылған, термитпен толтырылған ондаған жұқа контейнерлерден (бомблеттерден) тұратын. Термиттен туған өрттер көптеген қалаларға зор зиян келтірді. Ағаш үйлер басым болған қалалар ерекше осал болды. Бұл жанғыш бомбалар көбінесе түнгі әуе шабуылдары кезінде қолданылды. Түнде бомба тастауға арналған аспаптарды қолдану мүмкін болмағандықтан, дәлдік қажет емес нысаналарды жоюға қабілетті оқ-дәрілерді пайдалану қажеттігі туындады.

Thermite hand grenades and charges are typically used by armed forces in both an anti materiel role and in the partial destruction of equipment, the latter being common when time is not available for safer or more thorough methods. For example, thermite can be used for the emergency destruction of cryptographic equipment when there is a danger that it might be captured by enemy troops. Because standard iron thermite is difficult to ignite, burns with practically no flame and has a small radius of action, standard thermite is rarely used on its own as an incendiary composition. In general, an increase in the volume of gaseous reaction products of a thermite blend increases the heat transfer rate (and therefore damage) of that particular thermite blend. It is usually used with other ingredients that increase its incendiary effects. Thermate TH3 is a mixture of thermite and pyrotechnic additives that have been found superior to standard thermite for incendiary purposes. Its composition by weight is generally about 68.7% thermite, 29.0% barium nitrate, 2.0% sulfur, and 0.3% of a binder (such as PBAN). Thermite can permanently disable artillery pieces without the use of explosive charges, so thermite can be used when silence is necessary to an operation. This can be done by inserting one or more armed thermite grenades into the breech, and then quickly closing it; this welds the breech shut and makes loading the weapon impossible. During World War II, both German and Allied incendiary bombs used thermite mixtures. Incendiary bombs usually consisted of dozens of thin, thermite filled canisters (bomblets) ignited by a magnesium fuse. Incendiary bombs created massive damage in many cities due to fires started by the thermite. Cities that primarily consisted of wooden buildings were especially susceptible. These incendiary bombs were used primarily during nighttime air raids. Bombsights could not be used at night, creating the need to use munitions that could destroy targets without the need for precision placement.

Қауіптер

Термит пайдалану өте жоғары температура тудыратындықтан және басталган реакцияны тоқтатудың қиындығына байланысты қауіпті. Реакция кезінде шығатын ұсақ балқыған темір ағындары елеулі қашықтыққа жетіп, металл ыдыстарды тесіп, олардың ішіндегі заттарды тұтандыруы мүмкін. Сонымен қатар, мырыш сияқты салыстырмалы түрде төмен қайнау нүктесі бар (907°C, термит жану температурасынан шамамен 1370°C төмен) жанғыш металдар термит реакциясының жанындағы ауаға қатты қызған металл тамшыларын шашыратуы мүмкін. Егер термит органикалық заттармен, гидратталған оксидтермен немесе термит компоненттерімен әрекеттескенде газдар түзетін басқа қосылыстармен қосылса, реакция өнімдері шашырауы мүмкін. Сонымен қатар, термит қоспасында ауа бар жеткілікті бос кеңістік болса және ол жеткілікті жылдам жанып кетсе, қатты қызған ауа да қоспаның шашырауына себеп болуы мүмкін. Сондықтан, орташа жылдамдықпен жану үшін және ыстық газдар реакция аймағынан шығу үшін салыстырмалы түрде ұсақ емес ұнтақтарды қолдану ұсынылады. Термитті тұтандыру алдында кездейсоқ түрде қыздыруға болады, мысалы, термит шлагының ыстық, жақында тұтанған үйіндісінің үстіне термиттің жаңа үйіндісін құю арқылы. Алдын ала қыздырылған термит тұтанғанда, жарық пен жылу энергиясын қалыптыдан әлдеқайда жоғары жылдамдықпен бөліп, жақын арадағыларға күйік пен көз зақымдануын тудыруы мүмкін. Термит реакциясы өнеркәсіптік орталарда кездейсоқ орын алуы мүмкін, мұнда жұмысшылар темір металдарды абразивті ұнтақтау және кесу дөңгелектерін пайдаланады. Осы жағдайда алюминийді пайдалану жарылысқа ұшырауы мүмкін оксидтер қоспасын тудырады. Термитпен суды араластыру немесе жанып жатқан термитке су құю будың жарылысын тудырып, барлық бағытта ыстық сынықтарды шашыратуы мүмкін. Термиттің негізгі ингредиенттері жеке қасиеттері үшін, әсіресе, шағылыстыру және жылу оқшаулау үшін неміс дирижаблі "Гинденбургтің" бояуында немесе жабын материалында қолданылды, бұл оның өртке түюіне ықпал еткен болуы мүмкін. Бұл теорияны бұрынғы НАСА ғалымы Аддисон Бейн ұсынды және кейін ғылыми-реалистік "MythBusters" телешоуында шағын масштабта тексерілді. Нәтижелер толыққанды болмады (жарылыстың кінәсі тек термит реакциясы емес екені дәлелденді, бірақ оның және "Гинденбургтің" ішін толтырған сутегі газының жануының үйлесімі деп болжанды). "MythBusters" бағдарламасы сондай-ақ интернеттен табылған видеоның рас екенін тексерді, онда металл шелектегі термит мөлшері бірнеше мұз блогының үстінде тұтандырылып, кенеттен жарылыс болды. Олар жарылыс орнынан 50 метрге дейін үлкен мұз кесектерін тауып, нәтижелерді растады. Бағдарлама жүргізушісі Джейми Хайнеман бұл термит қоспасының аэрозольге айналуына, мүмкін бу бұлтында, одан да тез жануына себеп болғанын болжады. Хайнеман осы құбылысты түсіндіретін тағы бір теорияға күмәнмен қарады: реакция мұздағы сутегі мен оттегіні қалайда бөліп, содан кейін оларды тұтандырды. Бұл түсіндірмеде жарылыс жоғары температурада балқыған алюминийдің сумен әрекеттесуінен туындады делінген. Алюминий жоғары температурада сумен немесе бумен күшті әрекеттеседі, сутегін бөліп, тотығу процесінде болады. Бұл реакцияның жылдамдығы және түзілген сутегінің тұтануы жарылыстың себебін түсіндіруге жетеді. Бұл процесс металл калийді суға тастағанда болатын жарылыс реакциясына ұқсас.

Thermite usage is hazardous due to the extremely high temperatures produced and the extreme difficulty in smothering a reaction once initiated. Small streams of molten iron released in the reaction can travel considerable distances and may melt through metal containers, igniting their contents. Additionally, flammable metals with relatively low boiling points such as zinc (with a boiling point of 907 °C, which is about 1,370 °C below the temperature at which thermite burns) could potentially spray superheated boiling metal violently into the air if near a thermite reaction. If, for some reason, thermite is contaminated with organics, hydrated oxides and other compounds able to produce gases upon heating or reaction with thermite components, the reaction products may be sprayed. Moreover, if the thermite mixture contains enough empty spaces with air and burns fast enough, the super heated air also may cause the mixture to spray. For this reason it is preferable to use relatively crude powders, so the reaction rate is moderate and hot gases could escape the reaction zone. Preheating of thermite before ignition can easily be done accidentally, for example by pouring a new pile of thermite over a hot, recently ignited pile of thermite slag. When ignited, preheated thermite can burn almost instantaneously, releasing light and heat energy at a much higher rate than normal and causing burns and eye damage at what would normally be a reasonably safe distance. The thermite reaction can take place accidentally in industrial locations where workers use abrasive grinding and cutting wheels with ferrous metals. Using aluminium in this situation produces a mixture of oxides that can explode violently. Mixing water with thermite or pouring water onto burning thermite can cause a steam explosion, spraying hot fragments in all directions. Thermite's main ingredients were also utilized for their individual qualities, specifically reflectivity and heat insulation, in a paint coating or dope for the German zeppelin Hindenburg, possibly contributing to its fiery destruction. This was a theory put forward by the former NASA scientist Addison Bain, and later tested in small scale by the scientific reality TV show MythBusters with semi inconclusive results (it was proven not to be the fault of the thermite reaction alone, but instead conjectured to be a combination of that and the burning of hydrogen gas that filled the body of the Hindenburg). The MythBusters program also tested the veracity of a video found on the Internet, whereby a quantity of thermite in a metal bucket was ignited while sitting on top of several blocks of ice, causing a sudden explosion. They were able to confirm the results, finding huge chunks of ice as far as 50 m from the point of explosion. Co host Jamie Hyneman conjectured that this was due to the thermite mixture aerosolizing, perhaps in a cloud of steam, causing it to burn even faster. Hyneman also voiced skepticism about another theory explaining the phenomenon: that the reaction somehow separated the hydrogen and oxygen in the ice and then ignited them. This explanation claims that the explosion is due to the reaction of high temperature molten aluminium with water. Aluminium reacts violently with water or steam at high temperatures, releasing hydrogen and oxidizing in the process. The speed of that reaction and the ignition of the resulting hydrogen can easily account for the explosion verified. This process is akin to the explosive reaction caused by dropping metallic potassium into water.

Танымал мәдениетте

"Брекинг Бад" криминалды драмалық телесериалының "Жұмсақ әрекетке келісім" атты эпизодында Уолтер Уайт химиялық зауыттан метиламинге толы барабанды ұрлау мақсатымен термит көмегімен қауіпсіздік құлыпты кесіп өтеді.