Форум Химиков - Энтузиастов. Химия и Химики
http://www.chemistry-chemists.com/forum/

Запальные смеси для алюминотермии
http://www.chemistry-chemists.com/forum/viewtopic.php?f=7&t=1435		 Page 1 of 3
Author:  Моня Квасов [ 06 Jun 2011 06:10 ]
Post subject:  Запальные смеси для алюминотермии
Нужен простой рецепт смеси, хорошо поджигающей шихту.

Пока пользовался только стружкой магния, насыпанной горкой на поджигаемую смесь с воткнутой лентой магния. Очень плохо работает, нестабильный поджиг, т.е. иногда приходится по нескольку раз повторять попытки зажечь шихту.
В «Руководстве по неорганическому синтезу», Ключников Н.Г., вычитал состав:
3 мас.ч. растертой калийной селитры смешать с 1,3 мас.ч. алюминиевой пудры.
Изготовил, проверил и засомневался, а сам автор руководства пробовал пользоваться этим составом. Смесь пудры и селитры сгорает как черный порох – мгновенно с яркой вспышкой, разлетом продуктов реакции и всего, что попадет на пути. В результате, шихта нихрена не зажигается. Вообще! Только разбрасывает её по сторонам и чем глубже углубление, тем сильнее разносит шихту в прах.
Заменил калийную селитру на эквивалентное количество натриевой. Получил горение чуть медленнее, но все равно слишком бурное и быстрое, не дающее поджига основной массы.
Заменил пудру на мелкую (менее 0,5 мм) стружку алюминия, – получил новую проблему: как зажечь зажигательную смесь. :)
Тогда половину количества алюминия взял пудрой, половину стружкой; селитру натриевую. Шихта не зажглась, т.к. эту смесь тоже разбросало, да еще – шипящим феерверком.

Мне же эффектная пиротехника задалась как зайцу стоп-сигнал. Хочу тихо, мирно и легко поджечь основной состав. И сделать это без танцев с бубном вокруг вспомогательных материалов.
Author:  Лесной Чёрт [ 06 Jun 2011 09:30 ]
Post subject:  Re: Запальные смеси для алюминотермии
В книжках рекомендуют смесь пероксида бария и магниевого порошка(либо алюминиевого). Горит эта штука весело, но термит поджигать ей не пробовал. Если есть перекись бария можно попробовать, либо сварить её.
Ещё вспоминаю термит на MnO2+Al(порошок) горит яростно, зажигается от магния на ура (фактически это не термит а флеш), можно взять его в качестве переходного.
Author:  Volodymyr [ 06 Jun 2011 11:09 ]
Post subject:  Re: Запальные смеси для алюминотермии
Некоторые использовали для поджигания термита продажные "бенгальские огни", при опытах "в особо крупных масштабах" - дуговую сварку.
Author:  Иван Николаевич [ 06 Jun 2011 12:15 ]
Post subject:  Re: Запальные смеси для алюминотермии
Верховский предлагает за неимением зажигательной смеси на пероксиде бария воспользоваться кальцием. Технический кальций легко превратить в "стружку" ударами молотка - он растрескивается при расплющивании.
Attachment:
p0224-sel.gif
p0224-sel.gif [ 16.14 KiB | Viewed 23239 times ]
Author:  Моня Квасов [ 06 Jun 2011 22:36 ]
Post subject:  Re: Запальные смеси для алюминотермии
Лесной Чёрт wrote:
термит на MnO2+Al(порошок) горит яростно, зажигается от магния на ура (фактически это не термит а флеш), можно взять его в качестве переходного.

«Яростно» – а это как? Я хочу избавится от разброса шихты. Что-то о таких, якобы мелочах, не любят писать авторы книжек. И в этой смеси видимо марганец до металла восстанавливается. Если так, то не хочется вводить лишнею металлическую примесь в целевой продукт.

Иван Николаевич wrote:
Верховский предлагает за неимением зажигательной смеси на пероксиде бария воспользоваться кальцием. Технический кальций легко превратить в "стружку" ударами молотка - он растрескивается при расплющивании.

Да уж, тогда мне легче будет перекись бария приготовить, если не найду альтернативы составам с ней.
Есть идея попробовать также перекись кальция, но готового препарата у меня нет. Стоит ли возится с получением или ну его…?
Author:  Volodymyr [ 06 Jun 2011 23:12 ]
Post subject:  Re: Запальные смеси для алюминотермии
Кальций - не барий: перекись просто так не получится.
Author:  Лесной Чёрт [ 06 Jun 2011 23:36 ]
Post subject:  Re: Запальные смеси для алюминотермии
Моня Квасов wrote:
«Яростно» – а это как? Я хочу избавится от разброса шихты. Что-то о таких, якобы мелочах, не любят писать авторы книжек. И в этой смеси видимо марганец до металла восстанавливается. Если так, то не хочется вводить лишнею металлическую примесь в целевой продукт.

Вспышка хорошая, чуть-чуть брызжет, но не думаю что шихту выбросит, зато дёшево и сердито :)
Попробовать думаю стоит, накрайняк перекись бария легко готовится.
Author:  Моня Квасов [ 07 Jun 2011 06:07 ]
Post subject:  Re: Запальные смеси для алюминотермии
Это хорошо, один вариант есть!

Vladimir wrote:
Кальций - не барий: перекись просто так не получится.

«Просто так» - в каком смысле? Я имел ввиду осаждение перекиси кальция из раствора, как описано в книге Вольнова И.И. «Перекисные соединения щелочноземельных металлов» на стр. 64-69.
Attachment:
Перекисные соединения щелочноземельных металлов. Вольнов И.И. 1983.djvu [1.68 MiB]
Downloaded 851 times

В «Руководство по препаративной неорганической химии» Брауера, 1956, на стр. 440 тоже есть краткая заметка о получении перекиси кальция.

Вот патент, на который в книге Вольнова неоднократно ссылаются:
Attachment:
Способы получения перекиси кальция. Патенты.djvu [516.29 KiB]
Downloaded 843 times
Author:  Лесной Чёрт [ 07 Jun 2011 10:42 ]
Post subject:  Re: Запальные смеси для алюминотермии
Моня Квасов wrote:
И в этой смеси видимо марганец до металла восстанавливается. Если так, то не хочется вводить лишнею металлическую примесь в целевой продукт.

Я по крайней мере марганца там не видел(хотя именно его пытался получить) может там получается MnO или какая-нить хрень типа Mn3O4.
Author:  герман [ 07 Jun 2011 12:27 ]
Post subject:  Re: Запальные смеси для алюминотермии
Где-то слышал или смотрел, что для зажжения термита используют: магний + перманганат калия и алюминий + перманганат калия, но я не видел на практике как работают эти смеси. Еще есть одна задумка: в лампочке вольфрам накалятся выше 1000 градусов(по идее) - значит можно разбить лампочку положить в термит, подсоединить к 220в и замкнуть цепь, что скажете?
Author:  Volodymyr [ 07 Jun 2011 13:22 ]
Post subject:  Re: Запальные смеси для алюминотермии
Насчет лампочки однозначно нет. Температура приличная, но тепла не хватит.
В свече тоже приличная температура, а загасить ее можно двумя пальцами.
Author:  Моня Квасов [ 08 Jun 2011 09:58 ]
Post subject:  Re: Запальные смеси для алюминотермии
герман wrote:
есть одна задумка: в лампочке вольфрам накалятся выше 1000 градусов(по идее) - значит можно разбить лампочку положить в термит, подсоединить к 220в и замкнуть цепь, что скажете?

Attachment:
File comment: Электрозапал термита
Руководство - Ключников.gif
Руководство - Ключников.gif [ 60.66 KiB | Viewed 22950 times ]

Электрозапал хорош тому, кто работает постоянно с алюминотермией в хорошо оборудованной лаборатории (дымное это дело). Если же нужно всего несколько раз зажечь термит вне помещения, то возня с изготовлением орудия «пытки», тягомотина с проводами и перетаскивание аккумулятора будет утомительно.
Author:  Моня Квасов [ 11 Jun 2011 07:47 ]
Post subject:  Re: Запальные смеси для алюминотермии
Я вновь вернулся к составу зажигательной смеси из руководства Ключникова. Проанализировал его, и оказалась, что пропорция точно соответствует уравнению реакции:
6KNO3 + 10Al → 3K2O + 5Al2O3 + 3N2↑
Азот - вот движущая сила разлета!
И еще. Точное соответствие пропорции смеси этой реакции показывает, что пудру сочли за 100% алюминий. На самом же деле лучшие сорта пудры содержат максимум 95% активного алюминия. Такая пудра очень дорогая, выпускают ее известные мировые бренды для лакокрасочной продукции высшего класса, которая используется, например, в полиграфии. Хорошей считается пудра с содержанием 90% активного алюминия, а так и 85% допускается. Меньше – это уже брак или порченный во время хранения продукт.

Размышляя, как можно поубавить выход газов при горении алюмоселитряной смеси, я сделал набросок вероятной реакции:
6KNO3 + 16Al → 3K2O + 5Al2O3 + 6AlN
На самом деле процесс горения идет сложнее, но для подсчета зажигательного состава в первом приближении такая модель сойдет.
Получается, что для 90% пудры нужно отмерить компоненты в следующей пропорции:

KNO3 — 5 массовых частей;
Al пудра — 4 массовые части.

Из последнего уравнения видно, что алюминия идет значительно больше, чем в первом варианте, а в массовом соотношении получается почти двухкратная «надбавка».
В ближайшее время я проверю как эта смесь работает.
Author:  Volodymyr [ 11 Jun 2011 11:34 ]
Post subject:  Re: Запальные смеси для алюминотермии
Там образуется алюминат, а не оксид калия, кроме того, большую роль в "разлете" играет воздух, который содержится в алюминиевой пудре.
Author:  Моня Квасов [ 11 Jun 2011 22:08 ]
Post subject:  Re: Запальные смеси для алюминотермии
Vladimir wrote:
Там образуется алюминат, а не оксид калия

В литературе иногда принято условно представлять сложную смесь веществ как сумму простых составляющих.
Следуя дотошности, пусть будет так:
6KNO3 + 16Al → 6KAlO2 + 2Al2O3 + 6AlN
Один хрен, в реале все не так однозначно.
Author:  visart [ 12 Jun 2011 00:55 ]
Post subject:  Re: Запальные смеси для алюминотермии
Vladimir wrote:
Некоторые использовали для поджигания термита продажные "бенгальские огни"...

Лет ......ать назад пробовал. В результате бенгальские огни ( 2-3 шт. ) прогорели до конца и ... всё - а железо-алюминиевый термит, так и не зажёгся? :( Потом всё таки подожгли автогеном
Author:  Моня Квасов [ 13 Jun 2011 04:35 ]
Post subject:  Re: Запальные смеси для алюминотермии
Сегодня проверил смесь: 5 мас. ч. калийной селитры + 4 мас. ч. алюминиевой пудры.
Горит неистово! :) Ярко, быстро; но плавно, без вспышки типа «порох», не так как прототип. Легко поджигается лентой магния. После сгорания остаются мелкие шарики снежно белого шлака вперемешку с его серой пылью. Шлак после остывания стремительно отсыревает, – за считанные минуты начинает блестеть мокрым и показывает сильно щелочную среду.

Сжигал образцы в различных вариантах укладки.
Вначале насыпал горкой и слегка утрамбовал. Смесь сгорела стремительно, но спокойно.
Затем изготовил бумажную гильзочку и заполнил её утрамбованной смесью. Получился ослепительный фейерверк; с шипением вырывалось ярко-белое пламя, летели раскаленные искры шлака, а потом горящий столбик упал и поехал от реактивной силы как ракетка.

Выяснились и некоторые проблемы в изготовлении этой запальной смеси. Трудности связанны со свойствами алюминиевой пудры. Она сильно пылит, комкуется при перемешивании в сухую и очень плохо смачивается водой при размешивании в мокром виде. Из-за этих особенностей приготовить хорошую смесь простым перемешиванием компонентов не получилось.
Нормальный результат дал следующий метод.
Селитру я растер в мелкий порошок, грубо перемешал всухую с пудрой. Затем, совсем чуть-чуть, смочил изопропиловым спиртом и добавил воды до состояния жидкой кашицы. Без спирта вода бы не смочила пудру. В мокром виде смесь тщательно размешал. Кашицу выложил на стекло тонким слоем и оставил высыхать.
После сушки соскреб массу со стекла в ступку и перетер её. Еще раз перемешал. Теперь порошок перемешивался удовлетворительно, но все равно пылил, поэтому мешать нужно осторожно.
Готовую смесь в сухом виде не получилось выложить аккуратной горкой на плиту для сжигания, т.к. смесь очень рыхлая и разлетается от малейшего дуновения. Пришлось её опять слегка смочить изопропиловым спиртом (без воды!). Смоченная смесь легко формуется и после испарения спирта сохраняет более-менее форму. До того как спирт испарился я в кучку воткнул тонкую ленту магния и немного стружки.
Трамбовать в бумажную гильзу тоже непросто по тем же причинам.
Когда все было готово, зажечь от спички не составило труда. Как горит - я написал выше.

Термит поджигать еще не пробовал. Но вот чую, - должно получится, хоть и сильный выброс пламени у этого состава.
Author:  vasyutin [ 14 Jun 2011 21:54 ]
Post subject:  Re: Запальные смеси для алюминотермии
Гдето читал для поджига применяют кусочек тонкого нихрома между проводниками и в разетку
Attachment:
Чувурин А[1].В. - Занимательная пиротехника. ч.1 (2003).djvu [4.15 MiB]
Downloaded 796 times
Author:  Иван Николаевич [ 14 Jun 2011 22:31 ]
Post subject:  Re: Запальные смеси для алюминотермии
Нужно последовательное сопротивление (например чайник) или предохранитель, иначе будет КЗ.
Author:  vasyutin [ 14 Jun 2011 23:18 ]
Post subject:  Re: Запальные смеси для алюминотермии
Иван Николаевич wrote:
Нужно последовательное сопротивление (например чайник) или предохранитель, иначе будет КЗ.

именно при коротком замыкании перегорает тонкий нихром (т.пл.пр.1300гр)и происходит поджег.
Page 1 of 3 All times are UTC [ DST ]
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
http://www.phpbb.com/