थर्माइट

थर्माइट : ॲल्युमिनियम धातूचे चूर्ण व लोहाचे ऑक्साइड (किंवा इतर धातूंची ऑक्साइडे अथवा सल्फाइडे) यांचे मिश्रण धातूंच्या वितळजोडकामासाठी (वेल्डिंगसाठी), धातूंच्या ऑक्साइडांचे ⇨ क्षपण करण्यासाठी व काही धातूंच्या निर्मितीत उष्णतेचा उद्‌गम म्हणून वापरण्यात येते. या मिश्रणास थर्माइट असे म्हणतात. धातुविज्ञानातील ती एक प्रक्रियाही आहे व ती थर्माइट (थर्मिट) या व्यापारी नावाने ओळखली जाते.क्रोमियम किंवा मँगॅनीज यांच्या ऑक्साइडापासून शुद्ध क्रोमियम वा मँगॅनीज धातू मिळविण्याच्या प्रयत्‍नात १८९५ मध्ये हान्स गोल्डश्मिट या जर्मन शास्त्रज्ञांना थर्माइटाचा शोध लागला म्हणून ही प्रक्रिया गोल्डश्मिट प्रक्रिया या नावानेही ओळखली जाते. ॲल्युमिनियम आणि इतर धातूचे सल्फाइड, ऑक्साइड वा क्लोराइड यांचे मिश्रण पेटविल्यास होणारी विक्रिया यापूर्वी माहीत होती व या विक्रियेशी गोल्डश्मिट प्रक्रियेचे साम्य आढळून येते. ॲल्युमिनियमाचे बारीक चूर्ण व लोहाचे ऑक्साइड यांच्यामध्ये १,१००^° से. च्या खाली विक्रिया होत नाही म्हणून गोल्डश्मिट यांच्या पूर्वीचे संशोधक सर्व मिश्रण एका मुशीत घालून ती तापवीत असत. त्यामुळे मिश्रण जाळल्यास स्फोट होऊन विक्रिया होत असे. गोल्डश्मिट यांनी थंड स्थितीतील मिश्रण बेरियम पेरॉक्साइडाच्या वातीने जाळले. पुढे त्याऐवजी मँग्‍नेशियमाची बारीक पूड वा वात वापरण्यात येऊ लागली. थंड मिश्रणात ज्वलनानंतर सुरू झालेल्या विक्रियेमुळे प्रचंड उष्णता (तापमान सु. २,४००^° से.) निर्माण होते व त्यामुळे सर्व मिश्रणात विक्रिया होऊन ॲल्युमिनियम ऑक्साइड वा सल्फाइड तयार होते आणि धातू वितळलेल्या स्थितीत राहते व थंड झाल्यावर ती घन अवस्थेत येते. मिश्रणाने पेट घेतल्यावर पुढीलप्रमाणे विक्रिया होते.8Al+3Fe₃O₄ = 9Fe+4Al₂O₃थर्माइट विक्रियेला सर्वांत मोठा धोका हवेच्या आर्द्रतेचा असतो. आर्द्रतेमुळे जर थर्माइट मिश्रण ओलसर झाले असेल, तर विक्रियेत निर्माण होणाऱ्या उच्च तापमानामुळे पाण्याचे अपघटन (घटक अलग होण्याची क्रिया) होते आणि हायड्रोजन वायू तयार होऊन तो भोवतालच्या हवेत मिसळून स्फोटक मिश्रण तयार होते. हे टाळण्यासाठी थर्माइट मिश्रण तयार करताना त्याचप्रमाणे ते साठविताना त्याचा हवेशी संपर्क येणार नाही, याची काळजी घेणे आवश्यक असते.थर्माइट विक्रियेचा उपयोग वितळजोडकामाखेरीज ओतकामात आणि कार्बनरहित धातू व मिश्रधातू तयार करण्यासाठी करतात. आकार्य (आकार देता येतो अशी प्लॅस्टिक) पद्धत व संगलन (कोणताही यांत्रिक दाब न देता केवळ धातू वितळवून जोडकाम करण्याची) पद्धत अशा दोन थर्माइट वितळजोडकामाच्या पद्धती वापरण्यात येतात. पहिल्या पद्धतीत थर्माइटाचा वापर उष्णता उद्‍गम म्हणून करतात व ती पद्धत दोन नळ वा रूळ जोडण्यासाठी वापरतात. दुसऱ्या पद्धतीने जहाजाच्या सुकाणूच्या सांगाड्यासारखे मोठे जोडकाम करता येते [⟶ वितळजोडकाम]. जेथे फार मोठ्या भागांचे वितळजोडकाम करावयाचे असेल व जेथे इतर वितळजोडकामाच्या पद्धतीतील साहित्य नेता येत नाही तेथेच थर्माइट पद्धतीचा वापर करतात. लोखंड, कोबाल्ट, क्रोमियम, मँग्‍नेशियम, टंगस्टन, टिटॅनियम इ. कार्बनरहित धातू आणि विविध प्रकारचे लोखंड व पोलाद, निकेल–टिटॅनियम इ. मिश्रधातू या पद्धतीचा उपयोग करून तयार करतात. तथापि या पद्धतीत एकदा विक्रिया सुरू झाल्यावर तिच्यावर नियंत्रण ठेवणे अशक्य होते. त्यामुळे मिळालेल्या कार्बनरहित धातूत वा मिश्रधातूत अत्यल्प प्रमाणात ॲल्युमिनियम आढळून येते. आगलाव्या बाँबमध्येही थर्माइटाचा उपयोग करतात.संदर्भ : 1. Parkes, G. D., Ed. Mellor’s Modern Inorganic Chemistry, London, 1961.

           2. Partington, J. R. General and Inorganic Chemistry, New York, 1966.

क्षीरसागर, अनुपमा