Превращение чёрного песка в сталь

Превращение чёрного песка в сталь

Зажгите порцию термита, и вы получите железо, раскалённое так, что им можно паять рельсы.
В ШКОЛЕ УЧИТЕЛЬ ОБЩЕСТВОВЕДЕНИЯ рассказывал нам о веществе, которое способно выделять тепло так интенсивно, что если пакет с этим веществом поставить на капот машины, то вскоре оно пройдёт I сквозь мотор. Круто, правда? Ветеран Вьетнама, он рассказывал, как на войне они посыпали секретное оборудование, чтобы оно не досталось противнику, этим веществом, и от приборов оставалась лужица металла. (Прожигание дыр в старом джипе было просто баловством.)

Это чудо-вещество, казавшееся мне сложной, экзотической и сверхсекретной взрывчаткой, разработанной военными «спецами», было термитом. Термит оказался действительно экзотическим веществом, но совсем по другой причине: он невероятно прост, никогда не взрывается, и основное его назначение — сварка рельсов, а не уничтожение секретного оружия.
При термитной реакции оксид железа теряет атомы кислорода, превращаясь в железо. Этот процесс требует много энергии, поскольку железо крепко держит кислород. Откуда же берётся эта энергия — плюс энергия, необходимая для разогревания чистого железа до температуры, почти вдвое превышающей его точку плавления? Из вещества, которое держит атомы кислорода куда крепче, чем железо.

Когда это вещество захватывает атомы, высвобождается огромное количество энергии.
И что же это за высоко-реактивное вещество, один из самых мощных восстановителей? Алюминий.

Термит — это просто смесь оксида железа (например, магнетитового песка, о котором говорится на с. 194) и алюминиевого порошка, который я покупаю в магазине. (Так уж совпало, что из этого же состава получаются рисунки в игрушке «Волшебный экран»).
С помощью примерно полкило термита я сделал Т-образную ручку для болта длиной 2 см. Я зажёг термит в графитовом тигле, и после этого 200 граммов раскалённого добела железа вытекло через дырку в дне в простую форму из необожжённой глины, которую я соорудил вокруг болта. Металл был таким горячим, что приварился к головке болта.
Т

ермитная реакция не вызывает взрыва, но она невероятно сильна. Смесь горит ярко, словно сверхгорячая римская свеча, сжигая полкило порошка за несколько секунд. Она настолько горячая, что может поджечь всё, к чему прикасается, в том числе и экспериментатора. Поэтому я поджег её на открытом месте далеко от строений и наблюдал с 20 метров.
Невероятно, но даже в наши дни рельсы высокоскоростных поездов свариваются термитом. Над двумя кусками рельсов помещается керамическая воронка, содержащая около 4,5 кг смеси, которая сваривает их в единое целое. Немного найдётся других способов прямо в поле достичь соответствующей температуры.

Как cделать сталь из песка

ЧТО ВАМ НУЖНО:
100 г магнетитового песка, или 90 г красной ржавчины (Fe203).
32 г алюминиевого порошка
Графитный или глиняный тигель с дыркой в дне.
Бенгальский огонь или магниевая лента
Огнеупорные перчатки
Огнетушитель

Защитные очки
1 Сделайте термитную смесь, потрясся порошок в пакете.
2 Закройте дырку в дне тигля толстым слоем алюминиевой фольги (можно использовать только алюминиевую). Если он будет слишком тонким, смесь прожжёт его прежде, чем разделится на железо и шлак.
3 Поместите тигель над формой или просто над сухим песком.
4 Зажгите смесь бенгальским огнём или магниевой лентой и отойдите подальше. Если вы используете бенгальский огонь, защитите поверхность порошка от искр. Если смесь не загорелась, это, видимо, оттого, что алюминиевый порошок слишком грубый. В этом случае достаточно насыпать сверху совсем немного более мелкого порошка. Внимание: очень мелкий алюминиевый порошок заставляет термит гореть намного быстрее и почти взрываться.

РЕАЛЬНАЯ ОПАСНОСТЬ:
Термитная реакция выделяет очень много энергии. В результате железо нагревается так, что может прожечь автомобильный мотор. Горящие шарики расплавленного железа летят во все стороны и могут поджечь всё, что способно гореть, в радиусе 3-6 м. Именно из-за термита я однажды чуть было не спалил свою мастерскую.

Автор

Запись опубликована 29 Апрель 2013 в разделе Технологии