Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1957, H. 19 - Pyrofora metaller i atomindustrin
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
Att en uranyta är ovanligt starkt pyrofor
tror man därför beror på att den är täckt av
ett mycket poröst skikt av uranhydrid som
skyddas av en tunn, instabil ythud av
uranoxid. Metalliska föroreningar och inre
spänningar i metallen antas spela ungefär samma
roll som vid vanlig korrosion.
Enligt denna uppfattning uppstår spontan
förbränning av uran genom att en starkt
exo-term lokal reaktion mellan uranhydrid och
luft eller vatten ger en så snabb
temperaturstegring att reaktionen kan fortsätta över
närliggande områden av relativt eldfast metall till
andra hydridtäckta delar av ytan. Det kan
tyckas egendomligt att en sådan ytreaktion kan
leda till förbränning av ett massivt
metallstycke, men man bör då betänka att de få
massiva uranbitar som tagit eld vid
rumstemperatur troligen har innehållit hydrid.
Metallpulver
De pyrofora egenskaperna hos pulver av en
viss metall beror framför allt av dess
kornstorlek men också på framställningssättet och
efterbehandlingen. Olika metaller har givetvis
olika stor benägenhet för självantändning i
luft. Pulver av zirkonium, som är en av de
mera reaktiva metallerna, är t.ex. mycket
py-rofort vid 3 ^ kornstorlek men tar inte eld
vid rödglödgning, om dess kornstorlek är 12 [i.
Uran anses mera pyrofort än zirkonium.
Särskilt reagerar det mycket lättare med vatten.
Pulver av järn, nickel eller koppar måste ha
så liten kornstorlek som 0,01—0,03 u för att
bli pyrofort.
Eftersom ett metallpulver med stor total yta
är mera pyrofort än ett med mindre, kan man
minska ett pulvers pyroforicitet genom
sint-ring. Härmed sammanhänger att en högre
reduktionstemperatur ger ett mindre pyrofort
pulver än en lägre. Reducerar man t.ex.
vol-framtrioxid med vätgas vid 750—900°C, får
man ett icke pyrofort metallpulver, men om
reduktionen utförs vid 600—650° C, blir
metallen så pyrofor att den mycket lätt tänds i
luft trots att den fått svalna i vätgas.
Hög reduktionstemperatur tycks emellertid ge
icke pyrofort metallpulver, även om sintring
hindras. Järnpulver med ca 0,03 n kornstorlek,
som används till permanenta magneter, kan
erhållas genom reduktion av magnetit med
vätgas eller koloxid vid låg temperatur. Detta
pulver förstörs så småningom genom
oxidation, även om det förvaras i en atmosfär av
torr argon. Man kan emellertid framställa ett
mycket fint stabilt järnpulver genom
reduktion av järn(II)formiat med vätgas vid 325°C
i närvaro av kalciumformiat. Härvid bildas
icke reducerbar kalciumoxid som hindrar
järnpulvrets sintring.
Temperaturstegringen i ett metallpulver vid
oxidation av kornens yta växer givetvis med
pulvermassans storlek. Filspån av en
zirko-nium-titanlegering tändes t.ex. inte när det var
utspritt på en arbetsbänk men tog eld så snart
små lager av det samlats. Ett tunt skikt av
uranpulver förefaller inert under vatten. En
större mängd pulver har däremot benägenhet
att klumpa ihop sig och tänds då tämligen
säkert. I ett fall fann man att 1 g uranhydrid
tändes vid 110°C, medan 5 g av samma pulver
tog eld vid rumstemperatur efter att några
minuter ha utsatts för luften.
Kännedomen om pyrofora metallpulvers
egenskaper är ännu ofullständig, men bl.a.
zir-koniumpulver har studerats närmare. Detta
blir utpräglat pyrofort, om det framställs
genom reduktion av zirkoniumdioxid med
kalcium. Det kan tändas i luft genom höjning av
temperaturen eller genom en elektrisk gnista.
I senare fallet är den energi som fordras för
tändning av stor betydelse. Det anses nämligen
att en människa under vissa betingelser kan ge
gnistor med upp till 10 mJ energi, och om
denna räcker för tändning, är pulvret givetvis
mycket farligt att hantera.
Man har funnit att tändningsenergin för
mycket fint zirkoniumpulver är bara 0,04 mJ. Den
växer med kornstorleken och är ca 15 mJ vid
10 n kornstorlek. Som jämförelse kan nämnas
att tändningsenergin för kommersiellt
magnesiumpulver är 45 mJ. När zirkoniumpulver
upphettas i luft tänds det plötsligt vid en viss
åtminstone tämligen reproducerbar
temperatur. Denna tycks vara lägre för zirkonium än
för något annat kommersiellt tillgängligt, lika
grovt metallpulver.
Vissa intressanta oregelbundenheter har
iakttagits vid bestämning av
tändningstempera-turen. Denna stiger med pulvrets vattenhalt
vilket anses bero på oxidation av metallytan
när temperaturen närmar sig 100°C.
Fysikalisk utspädning av pulvret höjer också
tänd-ningstemperaturen, men detta gäller dock inte
för "inre utspädning", dvs. ofullständig
reduktion. Man har inte funnit något samband
mellan pulvrets metallhalt och dess
tändningstem-peratur.
När tändningstemperaturen för ett visst
pulverprov bestämdes på nytt efter en längre tid
befanns den alltid vara högre än tidigare.
Detta torde bero på att metallkornen blivit
överdragna med ett skyddande oxidskikt.
Samma effekt kan man åstadkomma genom att i
flera minuter hålla ett prov några grader
under tändningstemperaturen. Denna blir därför
i någon mån beroende av
upphettningshastigheten.
Av största intresse är tändningstemperaturens
beroende av pulverprovets storlek. Vid
ökning av denna sjunker tändningstemperaturen
snabbt. För 0,3 g av ett visst zirkoniumpulver
blev den t.ex. 240° C och för 0,9 g av samma
pulver 160°C. Vid flera tillfällen iakttog man
att pulvret brann inifrån och utåt. Detta står
i god överensstämmelse med det som tidigare
sagts om pulvermängdens betydelse.
Pulver explosioner
Dispersioner av metallpulver i luft kan
explodera i luft varvid i allmänhet värmeutveckling
blir mycket större men gasvolymen mindre än
445 TEKN ISK TI DSKRI FT 1957
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
