Was ist Thermit?
Thermit ist eine chemische Verbindung, die aus einem reaktiven Metall und einem Metalloxid besteht, die üblicherweise beide in pulverisiertem Zustand miteinander vermischt sind. Die Art der verwendeten Metalle kann variieren, obwohl die gebräuchlichste Kombination aus Aluminium als reaktivem Metall und Eisenoxid, auch als Rost bekannt, besteht. Diese beiden Metalle werden zu Pulver oder Spänen zermahlen und dann miteinander vermischt. Bis dahin sind sie noch relativ sicher zu handhaben, solange die Mischung keinen hohen Temperaturen ausgesetzt wird. Thermit erzeugt eine intensive exotherme Reaktion, keine explosive Reaktion, wenn eine geeignete Zündquelle verwendet wird.
Während verschiedene Metalle zur Erzeugung von Thermit verwendet werden können, ist die typische verwendete Kombination Aluminium und Eisenoxid. Das Aluminium wird verwendet, weil es ein reaktives Metall mit einem sehr hohen Siedepunkt und einem niedrigen Schmelzpunkt ist. Der hohe Siedepunkt von Aluminium ist wichtig, da die maximale Temperatur, die während einer Thermitreaktion erreicht wird - der Prozess des Brennens der Zusammensetzung - typischerweise durch den Siedepunkt des verwendeten reaktiven Metalls begrenzt ist, während der niedrige Schmelzpunkt die Reaktion stattfinden lässt, sobald das Aluminium ist in einer flüssigen Phase. Da Aluminium auch recht preiswert ist, eignet es sich ideal für gewerbliche und industrielle Zwecke. Eisenoxid ist auch ein erschwingliches Metalloxid, obwohl auch andere Metalle wie Chrom und Kupfer verwendet werden können.
Eine basische Thermitreaktion besteht darin, dass die beiden Metalle, beispielsweise Aluminium und Eisenoxid, kombiniert werden und dann eine Zündquelle mit sehr hoher Wärme eingeführt wird. Standardzündkappen und -sicherungen funktionieren normalerweise nicht, und Magnesiumstreifen werden häufig verwendet, um die zum Starten der Reaktion erforderliche Wärme zu erzielen. Sobald das Aluminium eine hohe Temperatur erreicht hat, bilden Eisenoxid und Aluminium zusammen ein freies elementares Eisen, Aluminiumoxid und enorme Wärme.
Die Zündung von Thermit ist eine exotherme Reaktion, was bedeutet, dass mehr Energie in der Reaktion erzeugt wird, als zu ihrer Erzeugung benötigt wird, und diese Energie wird als intensive Wärme von bis zu 4.500 ° F (ca. 2.500 ° C) freigesetzt. Diese Thermitreaktion wird in einer Reihe von kommerziellen und Fertigungsanwendungen verwendet. Da die resultierende Zusammensetzung reines Metall erzeugt, kann dieses Verfahren verwendet werden, um Metalle zur Verwendung im Bauwesen zu extrahieren.
Die bei dieser Reaktion entstehende intensive Wärme kann auch zum Schmelzen von Metallen und zum Schweißen und Schneiden von Metall verwendet werden. Beim Schweißen ist jedoch Vorsicht geboten, da es durch die Verwendung von Metallschmelze zur Bildung von Lufteinschlüssen und potenziellen Schwachstellen kommt. Thermit kann unter Wasser sogar in begrenztem Umfang eingesetzt werden, da die Reaktion tatsächlich eine eigene Sauerstoffversorgung erzeugt, um die Reaktion weiter zu befeuern.