Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » اشتعال وانتشار الثرميت

اشتعال وانتشار الثرميت

1900
إعداد إشعال الثرمايت بشريط المغنيسيوم في مختبر لدراسات الحركية الكيميائية.

(صورة تم إنشاؤها للتوضيح فقط)

يتمتع الثيرمايت بطاقة تنشيط عالية جدًا، مما يجعله مستقرًا في درجة حرارة الغرفة ويصعب اشتعاله. يتطلب الاشتعال الوصول إلى درجات حرارة تبلغ حوالي 1300 درجة مئوية (2400 درجة فهرنهايت). عادةً ما يتم تحقيق ذلك ليس باستخدام لهب مباشر، بل باستخدام بادئ متوسط ​​الحرارة عالي الحرارة، مثل شريط مغنيسيوم مشتعل أو فتيل ألعاب نارية مصمم خصيصًا، والذي يوفر الطاقة الموضعية اللازمة لبدء التفاعل.

إن ارتفاع درجة حرارة اشتعال الثرمايت نتيجة مباشرة لآلية تفاعله، وهي تفاعل في الحالة الصلبة. فعلى عكس تفاعلات الغاز أو السائل حيث تكون المواد المتفاعلة متحركة وتختلط بحرية، تكون جزيئات أكسيد الألومنيوم والفلز في الثرمايت في الحالة الصلبة في البداية. ولكي يبدأ التفاعل، يجب أن تكتسب الذرات طاقة حركية كافية لتجاوز حاجز الطاقة اللازم للانتشار وإعادة ترتيب الروابط عند واجهات الجسيمات. وهذا يتطلب كمية كبيرة من الطاقة الحرارية، مما يُحدد طاقة التنشيط العالية.

لا يوفر عود ثقاب بسيط أو شعلة البروبان درجة حرارة أو كثافة طاقة عالية بما فيه الكفاية لبدء التفاعل الذاتي الاستدامة. تتضمن الطريقة القياسية استخدام مادة تحترق عند درجة حرارة عالية جدًا. وشريط المغنيسيوم هو بادئ كلاسيكي، حيث يصل احتراقه في الهواء ([latex]2Mg + O_2 \right 2MgO[/latex]) إلى درجات حرارة تصل إلى حوالي 2200 درجة مئوية، أي أعلى بكثير من نقطة اشتعال الثرميت. وتشمل المواد البادئة الأخرى البادئات (التي تحتوي على مساحيق معدنية ومؤكسدات) أو مخاليط مثل برمنجنات البوتاسيوم والجلسرين التي تتفاعل بشكل مفرط. وبمجرد أن يشتعل جزء صغير من خليط الثرمايت، تنتقل الحرارة الهائلة التي يطلقها إلى المادة المجاورة، مما يؤدي إلى انتشار التفاعل في جبهة تشبه الموجة عبر الخليط بأكمله. وتعتمد سرعة هذا الانتشار على عوامل مثل قياس التكافؤ وحجم الجسيمات وكثافة التعبئة. تتفاعل المساحيق الأدق ذات المساحة السطحية الأكبر بشكل أسرع، بينما تعمل التعبئة الأكثر كثافة على تحسين التوصيل الحراري، مما يساعد على الانتشار. وتعتبر طاقة التنشيط العالية هذه ميزة أمان حاسمة، حيث تمنع الاشتعال العرضي وتسمح في الوقت نفسه بالاستخدام المتعمد والمضبوط.

UNESCO Nomenclature: 2207
- الكيمياء الفيزيائية

يكتب

الممتلكات المادية

الاضطراب

تزايدي

الاستخدام

الاستخدام الواسع النطاق

السلائف

  • معادلة أرينيوس، التي تربط معدل التفاعل بدرجة الحرارة وطاقة التنشيط
  • اكتشاف وتوصيف خصائص احتراق المغنيسيوم في درجات الحرارة العالية
  • مفهوم طاقة التنشيط في التفاعلات الكيميائية، اقترحه سفانتي أرينيوس
  • دراسات في انتقال الحرارة والتوصيل الحراري في المواد الصلبة

التطبيقات

  • تصميم إجراءات التعامل والتخزين الآمنة لمخاليط الثرمايت
  • تطوير الصمامات الموثوقة للأجهزة الحارقة العسكرية
  • البدء المتحكم فيه والمتوقع لعمليات اللحام الطارد للحرارة
  • إنشاء تأثيرات الألعاب النارية عالية الطاقة والتأخير
  • الاستخدام في الإعدادات المعملية لتركيب المواد ذات درجات الحرارة العالية

براءات الاختراع:

    أفكار ابتكارات محتملة

    بسبب عمليات جمع البيانات من خلال برامج الروبوت، والتي تتجاوز حاليًا 40 ألفًا يوميًا، فإن هذا المحتوى مخصص لأعضاء المجتمع فقط.
    > تسجيل الدخول < أو > سجل < (مجاني 100٪) للوصول إلى هذا، وكذلك جميع المحتويات والأدوات الأخرى المقيدة.

    ذات صلة بما يلي: طاقة التنشيط، ودرجة حرارة الاشتعال، وشريط المغنيسيوم، والفتيل، والحركية الكيميائية، والتفاعل الذاتي الاستدامة، والتفاعل الطارد للحرارة، والاحتراق، والألعاب النارية، والمبادر.

    السياق التاريخي

    اشتعال وانتشار الثرميت

    1895
    1896
    1900
    1900
    1900
    1900
    1900
    1895
    1895
    1899
    1900
    1900
    1900
    1900
    1900

    (إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

    الاختراع والابتكار والمبادئ التقنية ذات الصلة

    الصور بالحجم الكامل والتنزيلات متاحة فقط 100% مجاناً للأعضاء المسجلين.