Termitas (medžiaga)

Termitas – padegamasis mišinys, kurį sudaro metalinis aliuminis ir metalo oksidas (paprastai geležies oksidas).

Įžanga

Termito veikimas pagrįstas termitine reakcija. Termitinė reakcija priklauso aliuminoterminių reakcijų tipui, kuriose metalinis aliuminis yra oksiduojamas kito metalo (dažniausiai geležies) oksidu.
Reakcijos produktai yra aliuminio oksidas, laisva metalinė geležis ir didžiulis kiekis šilumos. Reagentai dažniausiai yra gerai susmulkinti ir sumaišyti su rišikliu, kad termitas būtų kietas ir vientisas. Termitas naudojamas termitiniam suvirinimui, dažnai skirtu bėgiams sujungti.

Uždegimas

Įprastinei termito reakcijai sužadinti reikia labai aukštos temperatūros. Nei juodojo parako, nei nitroceliuliozės ar kitų įprastų padegamųjų mišinių degimo temperatūros nepakanka termitui padegti. Net iki raudonumo įkaitintas termitas neužsidega. Reakcija prasideda jam įkaitus iki baltumo.
Termitą įmanoma padegti dujų degiklio liepsna, tačiau šis pavojingas būdas nenaudojamas dėl saugumo. Degiklio liepsna gali iškart įkaitinti didelį kiekį termito mišinio, ir šis vietoj to, kad lėtai degtų, pasiekęs užsidegimo temperatūrą gali sprogti.
Termitų dagčiais dažniausiai naudojamos magnio juostelės. Magnis dega apytiksliai toje temperatūroje, kurioje reaguoja termitas, t. y., maždaug 2200 ºC. Tačiau šis metodas yra gana nepatikimas, nes magnį sunku uždegti, o vėjuotomis ar drėgnomis salygomis magnio juostelė gali užgesti. Be to, magnis neturi nuosavo deguonies šaltinio, tad gali užgesti degdamas deguonies stygiaus sąlygomis. Problema yra tai, jog magnis yra puikus šilumos laidininkas – kaitinant vieną juosteles galą šiluma perduodama link kito galo, dėl ko gali įvykti pirmalaikis užsidegimas. Nepaisant šių trūkumų, termito padegimas magniu išlieka populiarus tarp mėgėjų.
Alternatyva padegimui magniu yra reakcija tarp kalio permanganato ir glicerolio (glicerino). Sumaišius abi medžiagas prasideda savaiminė reakcija, kurios metu temperatūra lėtai kyla, kol pasirodo liepsna. Glicerino oksidacijos metu išsiskiria pakankamai šilumos termitinei reakcijai prasidėti. Šis būdas irgi turi trūkumų – laiko tarpas nuo reagentų sumaišymo iki termito užsidegimo gali labai svyruoti dėl aplinkos temperatūros ir dalelių dydžio.
Kitas, ir kone paprasčiausias, būdas yra bengališka ugnelė. Ji degdama pasiekia reikalingą temperatūrą, o degimo fronto slinkimo greitis užtikrina pakankamą laiko tarpą iki momento, kai liepsna pasiekia termitą.
Stechiometrinis gerai susmulkinto Fe(III) oksido ir aliuminio mišinys gali būti uždegtas paprastais degtukais: vieno degtuko galvutę dalinai įkišti į mišinį ir padegti jį kitu, laikant jį replėmis ar žnyplėmis ir mūvint karščiui atspariomis pirštinėmis siekiant išvengti nudegimų.

Saugumas

Termitas yra potencialiai pavojingas, nes jam užsidegus jo jau beveik neįmanoma užgesinti ir temperatūra būna labai aukšta. Turi būti imtasi atitinkamų priemonių prieš naudojant termitą. Draudžiama naudoti šalia degių ar lengvai užsiliepsnojančių medžiagų. Maži reakcijos metu išsiskyrusios išsilydžiusios geležies upeliukai gali nubėgti didelius atstumus ir pradeginti metalinius konteinerius, padegti jų turinį ir t. t.
Degūs metalai, kurių virimo temperatūra santykinai žema (pvz., cinkas, kurio virimo temperatūra lygi 907 ºC ir maždaug 1370 ºC žemesnė negu termito degimo temperatūra), turi būti laikomi toliau nuo termito, kadangi perkaitinti jie gali staiga užvirti ir išgaruoti į orą, kur reaguodami su deguonimis užsidegs.
Termitas turi būti atsargiai naudojamas suvirinant vamzdžius ar kitokias talpyklas, nes šiluminis uždarytų dujų plėtimasis gali sukelti slėgį, susprogdinsiantį tą talpyklą. Termito uždegimas turi būti tiek uždelstas, kad liktų pakankamai laiko pasitraukti į saugų atstumą. Kaip ir bet kuris pirotechninis mišinys, termitas turi būti saugomas nuo liepsnos šaltinių.
Atsakingai naudojamas tinkamai pasiruošusio asmens termitas yra sąlyginai saugus.
Termitinės reakcijos gali savaime prasidėti pramonėje, kur naudojami abrazyvinio šlifavimo ir pjaustymo įrenginiai kartu su juodaisiais metalais. Tokioje aplinkoje naudojant aliuminį gali susidaryti labai smulkus lengvai užsiliepsnojantis mišinys.
Termitą sumaišyti su vandeniu gali būti daug pavojingiau negu atrodo iš pirmo žvilgsnio, nes tai gali sukelti freatomagmatinį skilimą, o tuomet – sprogimą.

Termito granatos

Termito granatos yra naudojamos kaip padegamieji įtaisai, kai reikia sunaikinti savo ar iš priešo užgrobtą ginkluotę, kuriai kyla neišvengiamas pavojus patekti į priešo rankas.
Standartinis termitas kaip padegamasis mišinys yra retai naudojamas vienas, nes jis sunkiai uždegamas, turi mažą veikimo spindulį ir dega beveik be liepsnos.
Termito mišinį papildžius priemaišomis, gerinančiomis jo padegamąsias savybes, gaunamas termatas.
Kare termitas dažnai buvo naudojamas visiškai išvesti iš rikiuotės artilerijos pabūklus nenaudojant sprogstamųjų užtaisų ir dirbant su pakankamai dideliu kiekiu plieno. Antrasis reindžerių batalionas naudojo termito granatas prieš vokiečių artileriją per sąjungininkų išsilaipinimą Normandijoje. Tam yra keli būdai. Termito granatą galima įmesti į pabūklo uoksą ir jį uždaryti, taip jį užvirinant- tokiu atveju ginklo nebeįmanoma užtaisyti. Kitas būdas yra įmesti termito granatą pro pabūklo žiotis taip jį užkemšant- tuomet iš jo labai pavojinga šaudyti. Taip pat buvo sugadinami horizontalaus taikymo ir pakėlimo mechanizmai, padarant taikymąsi neįmanomu.

Termito bombos

Antrojo pasaulinio karo metais termitines padegamąsias bombas naudojo abi pusės. Tokios padegamosios bombos paprastai būdavo kasetinės, kur kiekviena bombelė užtaisyta termitu ir padegama magnio degikliu.
Termitinėmis bombomis, sukėlusiomis gaisrus, buvo sudeginti ištisi miestai. Ypač nukentėdavo mediniais pastatais apstatyti miestai.
Kasetines termitines bombas dažniausiai naudodavo naktiniuose antskrydžiuose. Naktį sunku būdavo naudoti bombų taikiklius, tad naudodavo kasetines bombas, kuriomis patogu bombarduoti tiksliai nenusitaikius.

Istorija

Termitą išrado (1893 m.) ir užpatentavo (1895 m.) vokiečių chemikas dr. Hansas Goldšmidtas. Todėl kartais termitinė reakcija vadinama „Goldšmidto reakcija“ arba „Goldšmidto procesu“. Goldšmidtas buvo susidomėjęs ypač grynų metalų gavimu lydant be anglies, tačiau greitai pastebėjo termito vertę virinant. Pirmą kartą komerciškai termitas buvo panaudotas tramvajaus bėgių suvirinimui Esene, Vokietijoje (1899). „Degussa“ korporacija, į kurios sudėtį įėjo ir Goldšmidto firma, ir šiandien tebėra viena didžiausių virinimui skirto termito gamintojų.