> Техника, страница 71 > Пирофорные металлы
Пирофорные металлы
Пирофорные металлы, металлы в дисперсном состоянии, обладающие способностью к самопроизвольному возгоранию при соприкосновении с воздухом. Причиной этого является очень большая удельная поверхность металла; при соприкосновении с воздухом поверхностное образование окислов настолько поднимает 1° металлич. порошка, что происходит самовозгорание. П. м. приготовляют искусственно восстановлением солей или окисей металлов в атмосфере водорода. Темп-pa восстановления не должен быть высокой, иначе металл получается недостаточно дисперсным и не обладает пирофорными свойствами. Наивысшей t°, при которой получается пирофорное железо, является 530°. Если восстановление соли или окиси вести в присутствии какой-либо не-восстанавливающейся окиси металла, например окиси алюминия или марганца, то можно значительно поднять темп-ру восстановления, не лишая полученный металл его пирофорных свойств. В присутствии 20% окиси алюминия, пирофорное железо получается при 700°. Влияние примесей на повышение устойчивости П. м. по отношению к нагреванию объясняется тем, что отдельные частицы металла разделены примесями, которые им мешают соединяться в более крупные кристаллы. Интересно отметить, что встряхивание и размешивание металлов при их восстановлении понижает предельную <° образования П. м. Вероятно механич. размешивание облегчает рост частиц путем кристаллизации. Кроме железа получены в пирофорном состоянии никель, кобальт и др. Нек-рые металлы, например медь и свинец, получить в пирофорном виде не удалось.
Пирофорные сплавы представляют собой сплавы церия и железа (с примесью алюминия, цинка, магния, меди), обладающие способностью при трении или при ударе твердым предметом давать искры. Следовательно пирофорными в истинном смысле этого слова, то есть самовоспламеняющимися, они не являются. Из всех сплавов церия самовоспламеняется только сплав со ртутью. Способностью давать искры при трении твердым предметом обладают не только сплавы церия, но также сталь, сплавы сурьмы с марганцем и другие, однако в меньшей степени. Способность сплавов церия давать искры при трении зависит от низкой t° самовоспламенения церия, которая лежит в пределах 150-^200°. При ударе от сплава отрываются частицы, t° которых повышается вследствие трения, что и вызывает их воспламенение. Из всех пирофорных сплавов церия практич. применение нашли только сплавы церия с железом. Первый патент на пирофорные сплавы церия был заявлен Ауэром в 1903. г., после чего было взято много других патентов, и получение пирофорных сплавов быстро распространилось. Для получения пирофорного сплава применяют технич. церий, содержащий кроме самого церия и его ближайших аналогов также железо, алюминий, кальций и кремний. Представление о составе технич. церия дает следующий его анализ (в %):
Цериевые металлы Fe AI Са Si
93,52 4,60 0,60 0,40 0,63
Этот сплав получают электролизом расплавленной смеси хлористого церия и хлористого натрия. Последний добавляют к хлористому церию, чтобы избежать образования мелкодисперсного церия при электролизе чистого хлористого церия. Приготовление пирофорного сплава ведут сплавлением составных частей в тигле. Для сплавления кроме описанного технич. церия применяются железо, цинк, магний, алюминий, медь и хлористые калий, натрий или барий. Технич. церий должен содержать но меньше 35% Се, т. к. другие металлы цериевой группы (лантан, неодим и празеодим) не дают хороших пирофорных сплавов. Железо применяется в виде порошка, проволоки или тонкой жести и не должно содержать много примесей. Магний вследствие малого уд. веса представляет трудности для сплавления и обычно сплавляется предварительно с цинком и алюминием. Хлористый калий, натрий или барий должен быть хорошо высушены. Сплавление производится в тигельных печах в керамиковых или графитовых тиглях; целесообразно помещать тигель в баню с расплавленным ВаС1, что устраняет загрязнение сплава через пористые стенки тигля и уменьшает потерю металла вследствие окисления. Сплавление ведут под слоем хлористого натрия или калия при темп-ре 1 050—1 100°; сперва под слоем NaCl или КС1 расплавляют технич. церий, затем прибавляют железо; когда последнее совершенно растворится, добавляют магний или же его сплавы. Потери вследствие окисления довольно значительны—обычно не ниже 10%. Полученный сплав разливают в формы. О составе пирофорного сплава молено судить по следующим анализам (в %):
| Цериевые металлы | Fe Zn | Mg | Si |
| 75,2 | 17,2 4,3 | 2,1 | 0,8 |
| 70,23 | 27,75 — | 1,74 | 0,28 |
Отливка металла производится в железные, круглые или другого сечения трубочки длиною до 400 миллиметров и толщиною 0,15—0,20 миллиметров; 250—500 таких трубочек помещают в песок и нагревают до 800—900°. Предварительный нагрев форм важен, т. к. пирофорные свойства сплава тем выше, чем медленнее происходит его остывание. Для предохранения от окисления металл, влитый в форму, покрывают слоем расплавленного хлористого бария. Вместо отливки делались попытки вести формовку путем прессования; последнее требует очень больших давлений (до 5 000 килограмм/см2) и t° около 500°. Получающийся при этом металл по пирофорным свойствам ниже отлитого в форму, т. к. высокое давление нарушает структуру сплава. Пирофорные сплавы применяются гл. обр. в карманных зажигательницах; последние обычно снабжаются фитилем и пропитаны бензином, к-рый воспламеняется от искр. Аналогичные зажигательные приспособления с пирофорными сплавами применяются иногда для зажигания светильного газа, ацетилена и тому подобное.
Лит.: Никитин Н. И., О пирофорических мет, «ЖРМО», Химич. часть, 1925, т. 56, вып. 1—4, стр. 120; Tammann G. и. N i k i t 1 η Ν., 6ber die Pyrophoritat von Metallpulvern, «Zeitsehr. anorg. und allgem. Chemie», Lpz., 1924, B. 135, p. 201; Keller m a η n H., Die Ceritmetalle и ihre pyrophore Legierungen, Halle a/S., 1912; G a m b e r O., Die Herstellung des Cereisens u. die Gewinnung der selte-nen Erden, W.—Lpz. 1925.’! Б. Брунс.