テルミット法

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テルミット法（テルミットほう、thermite process）とは金属アルミニウムで金属酸化物を還元する冶金法の総称である。ギリシャ語の（therm - 熱）に由来する。別称としてテルミット反応、アルミノテルミー法 (aluminothermy process) とも呼ばれ、また、この方法はH・ゴルドシュミット（en:Hans Goldschmidt）により発明されたのでゴルドシュミット法とも呼ばれる。

金属酸化物と金属アルミニウムとの粉末混合物に着火すると、アルミニウムは金属酸化物を還元しながら高温を発生する。この還元性と高熱により目的の金属融塊は下部に沈降し、純粋な金属が得られる。また、この方法は炭素燃料を使用しないため、生成金属には炭素が含まれないという特徴もある。

アルミニウムと金属酸化物の金属のイオン化傾向の差が小さいほど、多量の熱を発生する。

たとえば、3価の酸化鉄とアルミニウムの反応では、

<math> \rm Fe_2O_3 \rm + 2\rm Al \rarr \rm Al_2O_3 \rm + 2\rm Fe </math>

ΔH = -851.5 kJ/mol

で発生する熱は851.5kJ/molである。 たとえば、2、3価の酸化鉄とアルミニウムの反応では、

<math> 3 \rm Fe_3O_4 \rm + 8 \rm Al \rarr 4 \rm Al_2O_3 \rm + 9\rm Fe </math>

ΔH = -3347.6 kJ/mol と4倍近い違いがある。

用途

現在では、クロム、コバルト、マンガン、バナジウムや特殊な合金鉄の冶金などに利用されている。

古くは鉄の溶接に使用されたので、テルミット溶接とも呼ばれ、その際に使用する酸化鉄とアルミニウムの混合物をさしてテルミット (thermit)と呼ぶことがある。複雑な設備を必要としない方法なので、かつてドイツでは、大型の機材を持ち込めない線路敷設現場でテルミット溶接が行われた事もある。また、南満州鉄道でも使用されていた。 現在においても、ＪＲなどで「ゴールドサミット溶接」と呼ばれ、レールの交換作業時などに使用されている。

テルミット反応を利用した合金鉄として、フェロモリブデンがある。フェロモリブデンは、三酸化モリブデンと鉄の合金である。現在日本でフェロモリブデンを製造しているのは2社のみで、大半は中国やチリから輸入している。用途はステンレスや特殊鋼を作る原料である。

冶金以外での例

テルミット反応は高熱と光を発する特徴があるので、軍事目的においては焼夷弾に利用されている。テルミットに火工品を添加して焼夷目的に特化したものをサーメート (thermate) と呼ぶことがある。 ９・１１アメリカ同時多発テロ事件で、WTC 1, 2, 7にこれの使用が見られた。

外部リンク

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