대한민국 대표 기술지식 거래소

admin

2017-01-16 14:41:03

추천 : 0

테르밋반응[thermit reaction]

금속알루미늄을 연소시켰을 때 고온을 발하는 반응, 또는 금속알루미늄을 다른 금속의 산화물과 반응시킨 경우 고온을 발생하여 그 금속을 환원하고, 자신은 산화알루미늄(알루미나 Al2O3)으로 되는 것을 말한다.

금속알루미늄을 순수한 산소로 연소시킨 경우 전열손실 등이 없으면 이상적으로는 약8800℃의 고온이 얻어지는 것으로 계산된다. 또 공기로 연소시킨 경우는 약4600 ℃라는 계산결과가 나온다. 그러나 실제로 얻어지는 온도는 복사 등의 전열손실이나 알루미늄의 기화 등에 의해 이보다 훨씬 낮아져 2000～3000℃ 정도로 추정된다. 또 실온에서의 금속알루미늄은 Al2O3의 산화막에 보호되고 있기 때문에 급격한 산화반응은 일어나지 않는다.

알루미늄보다 산소와의 친화력이 약한 금속의 산화물은 원리적으로는 테르밋반응에 의해 환원이 가능하다. 알루미늄과 같은 정도 또는 그 이상의 산소친화력을 가진 알칼리금속(Na, K 등), 알칼리토류금속(Ca, Mg 등)에는 적용할 수 없다. 알루미늄의 높은 환원력과 고온을 이용하여 목적하는 금속을 버튼 모양의 덩어리로 얻는다. 생성한 산화알루미늄은 목적금속과는 녹지 않고 분리된다. 또 얻어지는 온도는 알루미늄을 단독으로 연소시킨 경우보다 당연 낮은 것이 된다. 실제의 제련프로세스에서는 페로바나듐(바나듐과 철의 합금)이 테르밋법으로 제조되고 있다. 또 크롬의 제조에 쓰이는 예도 있다.

또 광의로는 칼슘, 마그네슘, 나트륨 등의 알칼리토류, 알칼리금속이나 금속실리콘을 알루미늄 대신에 사용하여 같은 반응을 이루게 하는 것도 테르밋반응으로 불리우고 있다. 칼슘이나 나트륨을 이용한 환원법에서는 생성한 산화칼슘, 산화나트륨을 쉽게 수세(水洗) 제거할 수 있다는 이점이 있다. 또 할로겐화물(염화물, 플루오르화물)을 나트륨, 마그네슘을 이용하여 환원하는 방법도 티탄, 니오브, 탄탈, 지르코늄, 헬륨 등의 제조에 쓰이고 있다.