Пирофорность

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Пирофорность — способность твёрдого материала в мелкораздробленном состоянии к самовоспламенению на воздухе при отсутствии нагрева.

Пирофорность связана, как правило, с экзотермическими реакциями окисления веществ на воздухе; так как при высокой удельной площади поверхности мелкораздробленного материала тепловыделение при его окислении пропорционально площади поверхности, в то время как теплоёмкость — пропорциональна массе, то нагрев окисляющейся частицы обратно пропорционален степени 3/2 её линейных размеров и при достаточно малых размерах может достичь температуры самовоспламенения.

Пирофорность свойственна многим веществам в тонко раздробленном виде: металлам (Fe, Co, Ni, Mn, V, U235 и др.), гидридам некоторых металлов, сульфидам (например, пириту FeS2), элементоорганическим соединениям и даже некоторым оксидам (например, диоксиду осмия OsO2 в его мелкодисперсной «чёрной» форме). Также пирофорны многие органические вещества, например, сухая мука в избыточных скоплениях, пудры, бумажная пыль (хотя в данных случаях важное место занимает электростатическая причина возгорания).

Металлы в высокодисперсном пирофорном состоянии получаются химическим путём в восстановительных условиях, например, пирофорное железо получается при термическом разложении оксалата железа, пирофорный никель Ренея — выщелачиванием алюминия из никель-алюминиевого сплава раствором едкого натра.

В случае металлов и сплавов в компактном состоянии пирофорные свойства могут проявляться и при механическом дроблении, когда от массы металла, поверхность которого пассивирована оксидной плёнкой, механически отделяются дисперсные частицы, самовоспламеняющиеся в воздухе. В этом случае пирофорность проявляется как искрение при трении или ударе.

Плутоний, оставленный на воздухе.

Наиболее распространены пирофорные сплавы на основе церия (мишметалл — «сырой» сплав неразделённых редкоземельных элементов, ферроцерий), из которого изготавливаются «кремни» зажигалок. Пирофорны в компактном состоянии также многие лантаноиды и актиноиды (в частности торий, уран, плутоний).

Пирофорность представляет собой серьёзную проблему в производствах, использующих порошки металлов, в частности в порошковой металлургии и других процессах, где используются активные металлы в мелкодисперсной форме.