テルミット法

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アルミニウムと酸化銅(II) によるテルミット反応

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大きいほど、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、

 \rm Fe_2O_3 \rm + 2\rm Al \rarr \rm Al_2O_3 \rm + 2\rm Fe

ΔH = -851.5 kJ/mol

で発生する熱は851.5kJ/molである。


[編集] 用途

ゴールドサミット溶接されるロングレール

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。

古くから鉄の溶接に使用され、テルミット溶接とも呼ばれた。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。この事から、当初単線狭軌であった線路を改修するのを効率化し、当時の満州の発展にテルミット法は、大きな効果があったともいえる。また、この方法がなかったら、当時世界で注目された特急あじあ号も技術的に高速運行が不能だったといえる。 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。また、この工法は京阪電鉄線などにも応用されている。

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。

[編集] 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と呼ぶことがある。

[編集] 関連項目