Τι είναι ο Θερμίτης;

Ο θερμίτης είναι μια χημική ένωση που αποτελείται από ένα δραστικό μέταλλο και ένα οξείδιο μετάλλου, συνήθως και τα δύο σε κατάσταση σκόνης, αναμεμειγμένα μεταξύ τους. Ο τύπος των μετάλλων που χρησιμοποιούνται μπορεί να ποικίλλει, αν και ο πιο συνηθισμένος συνδυασμός αποτελείται από αλουμίνιο ως αντιδραστικό μέταλλο και οξείδιο σιδήρου, γνωστό και ως σκουριά. Αυτά τα δύο μέταλλα αλέθονται σε σκόνη ή ροκανίδια και στη συνέχεια αναμειγνύονται μεταξύ τους, οπότε είναι σχετικά ασφαλής ο χειρισμός τους, εφόσον το μείγμα δεν εκτίθεται σε υψηλές θερμοκρασίες. Ο θερμίτης παράγει μια έντονη εξώθερμη αντίδραση, όχι μια εγγενώς εκρηκτική αντίδραση, μόλις εφαρμοστεί μια κατάλληλη πηγή ανάφλεξης.

Ενώ διαφορετικά μέταλλα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία θερμίτη, ο τυπικός συνδυασμός που χρησιμοποιείται είναι το αλουμίνιο και το οξείδιο του σιδήρου. Το αλουμίνιο χρησιμοποιείται επειδή είναι ένα αντιδραστικό μέταλλο με πολύ υψηλό σημείο βρασμού και χαμηλό σημείο τήξης. Το υψηλό σημείο βρασμού του αλουμινίου είναι σημαντικό επειδή η μέγιστη θερμοκρασία που επιτυγχάνεται κατά τη διάρκεια μιας αντίδρασης θερμίτη – η διαδικασία καύσης της σύνθεσης – περιορίζεται τυπικά από το σημείο βρασμού του αντιδραστικού μετάλλου που χρησιμοποιείται, ενώ το χαμηλό σημείο τήξης επιτρέπει την αντίδραση όταν το αλουμίνιο είναι σε υγρή φάση. Δεδομένου ότι το αλουμίνιο είναι επίσης αρκετά φθηνό, είναι ιδανικό για εμπορικούς και βιομηχανικούς σκοπούς. Το οξείδιο του σιδήρου είναι επίσης ένα προσιτό μεταλλικό οξείδιο στη χρήση, αν και μπορούν να χρησιμοποιηθούν και άλλα μέταλλα όπως το χρώμιο και ο χαλκός.

Μια βασική αντίδραση θερμίτη αποτελείται από τα δύο μέταλλα, για παράδειγμα το αλουμίνιο και το οξείδιο του σιδήρου, που συνδυάζονται και στη συνέχεια εισάγεται μια πηγή ανάφλεξης πολύ υψηλής θερμότητας. Τα τυπικά καπάκια και ασφάλειες ανάφλεξης συνήθως δεν λειτουργούν και λωρίδες μαγνησίου χρησιμοποιούνται συχνά για να επιτευχθεί η απαιτούμενη θερμότητα για την έναρξη της αντίδρασης. Μόλις το αλουμίνιο φτάσει σε υψηλή θερμοκρασία, τότε το οξείδιο του σιδήρου και το αλουμίνιο συνδυάζονται για να δημιουργήσουν ελεύθερο στοιχειακό σίδηρο, οξείδιο αλουμινίου και τρομερή θερμότητα.

Η ανάφλεξη του θερμίτη είναι μια εξώθερμη αντίδραση, που σημαίνει ότι στην αντίδραση παράγεται περισσότερη ενέργεια από ό,τι χρειάζεται για να δημιουργηθεί και αυτή η ενέργεια απελευθερώνεται ως έντονη θερμότητα έως και 4,500 ° F (περίπου 2,500 ° C). Αυτή η αντίδραση θερμίτη χρησιμοποιείται σε πολλές εμπορικές και κατασκευαστικές εφαρμογές. Δεδομένου ότι η προκύπτουσα σύνθεση δημιουργεί καθαρό μέταλλο, αυτή η διαδικασία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εξαγωγή μετάλλων για χρήση στην κατασκευή.

Η έντονη θερμότητα που δημιουργείται σε αυτή την αντίδραση μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την τήξη μετάλλων και χρησιμοποιείται στη συγκόλληση και την κοπή μετάλλων. Ωστόσο, πρέπει να δίνεται προσοχή όταν χρησιμοποιείται στη συγκόλληση, καθώς υπάρχει μια τάση να δημιουργούνται θύλακες αέρα και πιθανά αδύναμα σημεία λόγω της χρήσης λιωμένου μετάλλου. Ο θερμίτης μπορεί ακόμη και να χρησιμοποιηθεί με περιορισμένους τρόπους υποβρύχια, καθώς η αντίδραση δημιουργεί στην πραγματικότητα τη δική του παροχή οξυγόνου για να συνεχίσει να τροφοδοτεί την αντίδραση.