Термит: состав, свойства и применение

Введение

Пиротехническая композиция из металлического порошка, служащего топливом, и оксида металла – горючего материала. Термит (/'θ/ɜːr/m/aɪ/t/) – это пиротехническая композиция из металлического порошка и оксида металла. При воспламенении теплом или химической реакцией термит подвергается экзотермической реакции восстановления-окисления (редокс-реакции). Большинство разновидностей не являются взрывоопасными, но способны создавать кратковременные вспышки тепла и высокой температуры на ограниченной площади. Принцип его действия аналогичен другим топливно-окислительным смесям, таким как чёрный порох. Термиты имеют разнообразный состав. В качестве топлива могут использоваться алюминий, магний, титан, цинк, кремний и бор. Алюминий широко распространен благодаря высокой температуре кипения и низкой стоимости. Окислителями служат оксид висмута(III), оксид бора(III), оксид кремния(IV), оксид хрома(III), оксид марганца(IV), оксид железа(III), оксид железа(II,III), оксид меди(II) и оксид свинца(II,IV). В термохимическом исследовании, охватившем двадцать пять металлов и тридцать два оксида металлов, у 288 из 800 двойных комбинаций были зафиксированы адиабатические температуры выше 2000 К. Такие комбинации, обладающие термодинамическим потенциалом для создания очень высоких температур, либо уже известны как реакционноспособные, либо представляют собой вероятные термитные системы. Реакция, также известная как процесс Гольдшмидта, применяется для термитной сварки, часто используемой при соединении железнодорожных рельсов. Термиты также находят применение в металлургии, для вывода из строя боеприпасов и в зажигательном оружии. Некоторые смеси, подобные термиту, используются в качестве пиротехнических воспламенителей в фейерверках.

История

Термитная реакция была открыта в 1893 году и запатентована в 1895 году немецким химиком Гансом Гольдшмидтом. В связи с этим, реакцию иногда называют "реакцией Гольдшмидта" или "процессом Гольдшмидта". Изначально Гольдшмидт стремился к получению высокочистых металлов, избегая использования углерода при плавке, но вскоре он оценил применение термита в сварке. Первым коммерческим применением термита стала сварка трамвайных рельсов в Эссене в 1899 году.

Типы

Красный оксид железа (Fe2O3, обычно известный как ржавчина) является наиболее распространенным оксидом железа, используемым в термитах. Черный оксид железа (Fe3O4, магнетит) также подходит. Иногда используются другие оксиды, такие как MnO2 в марганцевом термитах, Cr2O3 в хромовом термитах, SiO2 (кварц) в кремниевом термитах или оксид меди(II) в медном термитах, но только для специализированных целей. Комбинации сухого льда (замороженный углекислый газ) и восстановителей, таких как магний, алюминий и бор, протекают по той же химической реакции, что и в традиционных термитных смесях, образуя оксиды металлов и углерод. Несмотря на очень низкую температуру смеси сухого льда с термитом, такая система способна воспламениться от пламени. Когда компоненты мелкодисперсны, помещены в корпус и инициированы как обычный взрывчатый материал, этот криотермит может детонировать, и часть углерода, выделяющегося в реакции, образуется в виде алмаза. В принципе, вместо алюминия можно использовать любой реакционноспособный металл. Однако это редко делается, поскольку свойства алюминия почти идеальны для этой реакции: он образует пассивирующий слой, что делает его более безопасным в обращении, чем многие другие реакционноспособные металлы. Его относительно низкая температура плавления (660 °C) облегчает плавление металла, позволяя реакции протекать преимущественно в жидкой фазе и, следовательно, довольно быстро. Его высокая температура кипения (2519 °C) позволяет реакции достигать очень высоких температур, поскольку несколько процессов ограничивают максимальную температуру чуть ниже температуры кипения. Такая высокая температура кипения характерна для переходных металлов (например, железо и медь кипят при 2887 и 2582 °C соответственно), но особенно необычна для высокореакционноспособных металлов (например, магний и натрий, кипят при 1090 и 883 °C соответственно). Кроме того, низкая плотность оксида алюминия, образующегося в результате реакции, способствует его всплытию над образовавшимся чистым металлом. Это особенно важно для снижения загрязнения при сварке. Хотя реагенты стабильны при комнатной температуре, они сгорают с чрезвычайно интенсивной экзотермической реакцией при нагревании до температуры воспламенения. Продукты реакции находятся в жидком состоянии из-за достигаемых высоких температур (до 2500 °C (4532 °F) с оксидом железа(III)) – хотя фактическая температура зависит от скорости отвода тепла в окружающую среду. Термит содержит собственный запас кислорода и не требует внешнего источника воздуха. Следовательно, его нельзя потушить, и он может воспламениться в любой среде при достаточном начальном нагреве. Он хорошо горит даже во влажном состоянии и его трудно потушить водой, хотя достаточное количество воды для отвода тепла может остановить реакцию. Небольшое количество воды закипает до начала реакции. Тем не менее, термит используется для сварки под водой. Термиты характеризуются почти полным отсутствием газообразования при сгорании, высокой температурой реакции и образованием расплавленного шлака. Топливо должно иметь высокую теплоту сгорания и образовывать оксиды с низкой температурой плавления и высокой температурой кипения. Окислитель должен содержать не менее 25% кислорода, иметь высокую плотность, низкую теплоту образования и образовывать металл с низкой температурой плавления и высокой температурой кипения (чтобы высвобождаемая энергия не расходовалась на испарение продуктов реакции). Органические связующие могут быть добавлены в состав для улучшения его механических свойств, но они, как правило, образуют эндотермические продукты разложения, что приводит к некоторой потере тепла реакции и выделению газов. Скорость реакции также может быть отрегулирована размером частиц: более крупные частицы горят медленнее, чем мелкие. Этот эффект более выражен для частиц, требующих нагрева до более высокой температуры для начала реакции. Этот эффект доведен до крайности в нанотермитах. Температуру, достигаемую в реакции в адиабатических условиях, когда тепло не теряется в окружающую среду, можно оценить с помощью закона Гесса, вычислив энергию, выделяемую самой реакцией (вычитая энтальпию реагентов из энтальпии продуктов) и вычитая энергию, потребляемую на нагрев продуктов (исходя из их удельной теплоемкости при изменении температуры и энтальпии плавления и, возможно, энтальпии испарения при плавлении или кипении). В реальных условиях реакция теряет тепло в окружающую среду, поэтому достигаемая температура несколько ниже. Скорость теплопередачи конечна, поэтому чем быстрее протекает реакция, тем ближе она к адиабатическим условиям и тем выше достигаемая температура.

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.

Термит железный

Наиболее распространенным составом является железный термит. В качестве окислителя обычно используется оксид железа(III) или оксид железа(II,III). Первый выделяет больше тепла. Последний легче воспламеняется, вероятно, из-за кристаллической структуры оксида. Добавление оксидов меди или марганца может значительно облегчить воспламенение. Плотность приготовленного термита часто составляет всего 0,7 г/см³. Это, в свою очередь, приводит к относительно низкой энергоемкости (около 3 кДж/см³), быстрому времени сгорания и разбрызгиванию расплавленного железа из-за расширения заключенного воздуха. Термит можно прессовать до плотности 4,9 г/см³ (почти 16 кДж/см³) с медленной скоростью горения (около 1 см/с). Прессованный термит обладает большей плавящей способностью, то есть он может расплавить стакан, с чем термит низкой плотности не справится. Железный термит с добавками или без них можно прессовать в режущие устройства с термостойким корпусом и соплом. Кислородно-сбалансированный железный термит 2Al + Fe₂O₃ имеет теоретическую максимальную плотность 4,175 г/см³, адиабатическую температуру горения 3135 К или 2862 °C или 5183 °F (с учетом фазовых переходов, ограниченных железом, которое кипит при 3135 К), оксид алюминия (ненадолго) расплавляется, а образующееся железо в основном находится в жидком состоянии, причем часть его переходит в газообразную форму. На килограмм термита образуется 78,4 г паров железа. Энергетическое содержание составляет 945,4 кал/г (3956 Дж/г). Энергоемкость составляет 16 516 Дж/см³. В оригинальной смеси, как было изобретено, использовался оксид железа в виде окалины. Зажечь эту композицию было очень трудно.

Термит медный

Термит меди может быть получен с использованием оксида меди(I) (Cu2O, красный) или оксида меди(II) (CuO, черный). Скорость горения, как правило, очень высокая, а температура плавления меди относительно низкая, поэтому реакция производит значительное количество расплавленной меди за очень короткое время. Реакции меди с термитом могут быть настолько быстрыми, что их можно считать разновидностью быстрогорящего пороха. Может произойти взрыв, разбрасывающий капли расплавленной меди на значительные расстояния. Кислородно-сбалансированная смесь имеет теоретическую максимальную плотность 5,109 г/см³, адиабатическую температуру пламени 2843 К (с учетом фазовых переходов), при этом оксид алюминия находится в расплавленном состоянии, а медь – как в жидкой, так и в газообразной форме; образуется 343 г паров меди на килограмм этого термита. Энергетическое содержание составляет 974 кал/г. Кислородно-сбалансированная смесь имеет теоретическую максимальную плотность 5,280 г/см³, адиабатическую температуру пламени 2843 К (с учетом фазовых переходов), при этом оксид алюминия находится в расплавленном состоянии, а медь – как в жидкой, так и в газообразной форме; образуется 77,6 г паров меди на килограмм этого термита. Энергетическое содержание составляет 575,5 кал/г. Для воспламенения термитной реакции обычно требуется бенгальская свеча или легкодоступная магниевая лента, но может потребоваться настойчивость, поскольку воспламенение может быть ненадежным и непредсказуемым. Эти температуры невозможно достичь с помощью обычных фитилей из черного пороха, нитроцеллюлозных стержней, детонаторов, пиротехнических инициаторов или других распространенных зажигательных веществ. Запуск реакции возможен с помощью пропановой горелки при правильном подходе. Часто в качестве фитилей используют полоски магниевого металла. Поскольку металлы горят без выделения охлаждающих газов, они потенциально могут гореть при чрезвычайно высоких температурах. Реакционноспособные металлы, такие как магний, могут легко достигать температур, достаточных для воспламенения термита. Магниевое воспламенение остается популярным среди любителей термита, главным образом потому, что магний легко достать. Он достигает необходимой температуры и обеспечивает достаточно времени до того, как точка воспламенения достигнет образца. Это может быть опасным методом, поскольку железные искры, как и магниевые полоски, горят при тысячах градусов и могут воспламенить термит, хотя сама искра не контактирует с ним. Это особенно опасно при использовании мелкодисперсного термита. Головки спичек горят достаточно горячо, чтобы воспламенить термит. Возможно использование головок спичек, обернутых алюминиевой фольгой, и достаточно длинного запала/электрического запала, ведущего к головкам спичек. Аналогично, мелкодисперсный термит можно воспламенить кремниевой зажигалкой, поскольку искры представляют собой горящий металл (в данном случае, высокореактивные редкоземельные металлы лантан и церий). Поэтому небезопасно чиркать зажигалкой рядом с термитом.

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.

Гражданское использование

Термитные реакции имеют множество применений. Это не взрывчатое вещество; вместо этого, они основаны на воздействии чрезвычайно высокой температуры на очень небольшую площадь. Интенсивный направленный нагрев может использоваться для резки металла или сварки металлических компонентов путем расплавления металла из самих компонентов и путем введения расплавленного металла, образующегося в результате термитной реакции. Термит может применяться для ремонта путем сварки толстых стальных деталей, например, рам локомотивных осей, когда ремонт можно произвести, не снимая деталь с места установки. Термит позволяет быстро резать или сваривать сталь, например, железнодорожные рельсы, без использования сложного или тяжелого оборудования. Однако в таких сварных соединениях часто встречаются дефекты, такие как включения шлака и поры (отверстия), поэтому для успешного проведения процесса требуется особая осторожность. Численный анализ термитной сварки рельсов проводится аналогично анализу охлаждения при литье. Как анализ конечных элементов, так и экспериментальный анализ термитных рельсовых сварных швов показали, что величина зазора в сварном шве является наиболее влиятельным параметром, определяющим образование дефектов. Увеличение зазора в сварном шве способствует уменьшению образования усадочных раковин и дефектов наплавки при холодной сварке, а повышение температуры предварительного нагрева и термитной смеси дополнительно снижает эти дефекты. Однако уменьшение этих дефектов может привести к появлению другого типа дефекта: микропористости. Необходимо также следить за тем, чтобы рельсы оставались прямыми и не проседали в местах соединения, что может вызвать износ на высокоскоростных и сильнонагруженных линиях. Исследования, направленные на повышение твердости термитных сварных швов для ремонта рельсов, позволили улучшить твердость, приблизив ее к твердости исходных рельсов, сохраняя при этом мобильность процесса. Поскольку термитная реакция является окислительно-восстановительной и экологически безопасной, ее начали использовать для герметизации нефтяных скважин вместо бетона. Хотя термит обычно находится в порошкообразном состоянии, разбавленная смесь может снизить повреждение окружающей среды в процессе, однако избыток оксида алюминия может поставить под угрозу целостность уплотнения. Для плавления пластика модельной трубы потребовалась более высокая концентрация смеси, что сделало ее предпочтительной. Другие эксперименты были проведены для моделирования теплового потока при герметизации скважины и прогнозирования температуры на поверхности уплотнения с течением времени. Термитная реакция, используемая для очистки руд некоторых металлов, называется алюминотермической реакцией. Адаптация этой реакции, используемая для получения чистого урана, была разработана в рамках Манхэттенского проекта в Лаборатории Эймса под руководством Фрэнка Спединга и иногда называется процессом Эймса. Медный термит используется для сварки толстых медных проводов для обеспечения электрических соединений и широко применяется в электроэнергетической и телекоммуникационной отраслях (экзотермическая сварка).

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).

Военное применение

Термитные ручные гранаты и заряды обычно используются вооружёнными силами как для поражения материальной части, так и для частичного уничтожения оборудования, последнее часто применяется, когда нет времени на более безопасные или тщательные методы. Например, термит может использоваться для экстренного уничтожения криптографического оборудования в случае угрозы захвата его противником. Поскольку стандартный железный термит трудно воспламенить, он горит практически без пламени и имеет небольшой радиус действия, поэтому стандартный термит редко используется самостоятельно в качестве зажигательной смеси. В целом, увеличение объёма газообразных продуктов реакции термитной смеси повышает скорость теплопередачи (и, следовательно, повреждения) этой смеси. Обычно его применяют с другими компонентами, усиливающими его зажигательный эффект. Термат TH3 – это смесь термита и пиротехнических добавок, которые показали себя лучше стандартного термита для зажигательных целей. Его состав по весу обычно составляет около 68,7% термита, 29,0% нитрата бария, 2,0% серы и 0,3% связующего (например, PBAN). Термит может навсегда вывести из строя артиллерийские орудия без применения взрывчатых зарядов, поэтому его можно использовать, когда для операции требуется соблюдение тишины. Это достигается путем вставки одной или нескольких термитных гранат в казенную часть и быстрого её закрытия, что приводит к завариванию казенной части и делает невозможной перезарядку оружия. Во время Второй мировой войны немецкие и союзные зажигательные бомбы использовали термитные смеси. Зажигательные бомбы обычно состояли из десятков тонких термитных контейнеров (бомбочек), воспламеняемых магниевым запалом. В результате пожаров, вызванных термитом, многие города понесли огромные разрушения. Особенно уязвимыми были города, состоящие преимущественно из деревянных зданий. Эти зажигательные бомбы применялись в основном во время ночных авианалётов. Прицельные приспособления не могли использоваться ночью, что создавало необходимость в боеприпасах, способных уничтожать цели без точного наведения.

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.

Опасности

Использование термита опасно из-за чрезвычайно высоких температур, которые он производит, и крайней сложности в подавлении реакции после её начала. Небольшие струи расплавленного железа, образующиеся в ходе реакции, могут преодолевать значительные расстояния и проплавлять металлические контейнеры, воспламеняя их содержимое. Кроме того, легковоспламеняющиеся металлы с относительно низкой температурой кипения, такие как цинк (с температурой кипения 907 °C, что примерно на 1370 °C ниже температуры горения термита), потенциально могут разбрызгивать перегретый кипящий металл в воздух, если находятся вблизи термитной реакции. Если по какой-либо причине термит загрязнен органическими веществами, гидратированными оксидами и другими соединениями, способными выделять газы при нагревании или взаимодействии с компонентами термита, продукты реакции могут быть распылены. Более того, если термитная смесь содержит достаточно воздуха в порах и горит достаточно быстро, перегретый воздух также может вызвать распыление смеси. Поэтому предпочтительнее использовать относительно грубые порошки, чтобы скорость реакции была умеренной, а горячие газы могли свободно выходить из зоны реакции. Предварительный нагрев термита перед воспламенением может произойти случайно, например, при насыпании новой порции термита на горячую, недавно воспламенную термитовую шлаку. При воспламенении предварительно нагретый термит может сгореть практически мгновенно, высвобождая свет и тепло с гораздо большей скоростью, чем обычно, и вызывая ожоги и повреждения глаз на расстоянии, которое в обычных условиях считалось бы безопасным. Термитная реакция может происходить случайно в промышленных условиях, где рабочие используют абразивные шлифовальные и отрезные круги с черными металлами. Использование алюминия в такой ситуации приводит к образованию смеси оксидов, которые могут взрываться с большой силой. Смешивание воды с термитом или заливание водой горящего термита может вызвать взрыв пара, разбрасывая горячие осколки во все стороны. Основные компоненты термита также использовались благодаря своим индивидуальным свойствам, в частности, отражающей способности и теплоизоляции, в качестве покрытия краски или лака для немецкого дирижабля "Гинденбург", что, возможно, способствовало его огненному уничтожению. Эта теория была предложена бывшим ученым NASA Аддисоном Бейном и позднее проверена в небольшом масштабе научным реалити-шоу MythBusters с неоднозначными результатами (было доказано, что вина лежит не только на термитной реакции, а скорее на сочетании её с горением водорода, которым был заполнен корпус "Гинденбурга"). В программе MythBusters также была проверена достоверность видео, найденного в интернете, на котором некоторое количество термита в металлическом ведре воспламенилось, находясь на нескольких блоках льда, что привело к внезапному взрыву. Они смогли подтвердить результаты, обнаружив огромные куски льда на расстоянии до 50 метров от места взрыва. Ведущий Джейми Хайнеман предположил, что это произошло из-за образования аэрозоля термитной смеси, возможно, в виде облака пара, что привело к еще более быстрому горению. Хайнеман также выразил скептицизм по поводу другой теории, объясняющей это явление: о том, что реакция каким-то образом разложила воду на водород и кислород, а затем их воспламенила. Согласно этому объяснению, взрыв произошел в результате реакции высокотемпературного расплавленного алюминия с водой. Алюминий бурно реагирует с водой или паром при высоких температурах, выделяя водород и окисляясь. Скорость этой реакции и воспламенение образующегося водорода вполне могут объяснить подтвержденный взрыв. Этот процесс аналогичен взрывной реакции, возникающей при погружении металлического калия в воду.

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.

В популярной культуре

В эпизоде "A No Rough Stuff Type Deal" криминальной драмы "Во все тяжкие" Уолтер Уайт использует термит, чтобы выжечь замок безопасности и украсть бочку метиламина с химического завода.