ข้ามไปเนื้อหา

ประกายไฟ

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
ประกายไฟจากสกรูที่ยึดกับเครื่องบด
เกิดประกายไฟขณะตัดหลังคาใน โตเกียว, ประเทศญี่ปุ่น

ประกายไฟ เป็นอนุภาคที่เปล่งแสง[1] ประกายไฟอาจเกิดจากพลุ การทำงานกับโลหะ หรือเป็นผลพลอยได้จากไฟโดยเฉพาะเมื่อเผาไม้

ดอกไม้ไฟ[แก้]

ประกายไฟจากพลุ

ในดอกไม้ไฟ ถ่านไม้ ผงเหล็ก อะลูมิเนียม ไททาเนียม และโลหะผสมเช่น แมกนาลูม อาจถูกใช้เพื่อสร้างประกายไฟ[2] ปริมาณและรูปแบบของประกายไฟที่เกิดขึ้นขึ้นอยู่กับองค์ประกอบและ ความไวไฟของโลหะ ซึ่งสามารถใช้ในการระบุประเภทของโลหะได้โดย การทดสอบประกายไฟ ในกรณีของเหล็ก จำเป็นต้องมี คาร์บอน อยู่ด้วย เช่นใน เหล็กกล้าคาร์บอน โดยมีคาร์บอนประมาณ 0.7% เป็นอัตราที่ดีที่สุดสำหรับการสร้างประกายไฟขนาดใหญ่ คาร์บอนจะเผาไหม้ในเหล็กร้อนและทำให้เกิดประกายไฟที่สวยงามและแตกแขนงออกไป[3] สีของประกายไฟที่ใช้ในดอกไม้ไฟถูกกำหนดโดยวัสดุที่ใช้สร้างประกายไฟ โดยสามารถเพิ่มสารเคมีต่าง ๆ ลงในวัสดุบางชนิดเพื่อปรับสีของประกายไฟได้ สีพื้นฐานของประกายไฟจำกัดอยู่ที่สีแดง/ส้ม สีทอง (เหลือง) และสีเงิน (ขาว) [2] สิ่งนี้อธิบายได้โดยการปล่อยแสงจากอนุภาคของแข็ง ซึ่งแสงที่ปล่อยออกมาจากอนุภาคของแข็งถูกกำหนดโดย การแผ่รังสีของวัตถุดำ อุณหภูมิของประกายไฟถูกควบคุมโดยความไวในการเกิดปฏิกิริยาของโลหะ โลหะที่มีความไวในการเกิดปฏิกิริยาสูงจะทำให้เกิดประกายไฟที่ร้อนขึ้น อิเล็กโทรเนกาติวิตี เป็นตัวบ่งชี้ที่เป็นประโยชน์ในการประมาณอุณหภูมิ และส่งผลต่อสีของประกายไฟ[2] เพื่อให้ได้สีที่แตกต่างจากการแผ่รังสีของวัตถุดำ การเผาไหม้โลหะในเฟสไอจึงเป็นสิ่งจำเป็น ตัวอย่างทั่วไปคือ สังกะสี ที่มีจุดเดือดต่ำที่ 1180 เคลวิน ประกายไฟจากสังกะสีจะแสดงลักษณะสีขาวที่มีเฉดสีฟ้าหรือเขียวที่แปลกตา[2] ประกายไฟที่แปลกตาสามารถได้จากผง เออร์เบียม โดยประกายไฟเหล่านี้จะสลับระหว่างการเผาไหม้บนพื้นผิวและการเผาไหม้ในเฟสไอ ซึ่งจะทำให้มีการเปล่งแสงเป็นสีส้ม (แผ่รังสีของวัตถุดำ) และสีเขียว (เฉพาะองค์ประกอบ) [4] การเปลี่ยนสีขึ้นอยู่กับจุดเดือดระดับปานกลางของเออร์เบียม ซึ่งเผาไหม้เพียงบางส่วนในเฟสไอ

ประกายไฟเปลี่ยนสีจากผงเออร์เบียมที่มีระยะประกายสีทองและสีเขียว

ธาตุหายากที่อยู่ติดกัน ได้แก่ ทูเลียม ลูทีเชียม และ อิตเทรียม สามารถสร้างประกายไฟที่เปลี่ยนสีได้เช่นกัน แม้ว่าการมองเห็นทั้งสองเฟสของประกายไฟเดียวกันจะไม่ชัดเจนเท่า เนื่องจากจุดเดือดที่ต่ำกว่า (ทูเลียม) หรือสูงกว่า (อิตเทรียม, ลูทีเชียม) ของโลหะผสม[5] โลหะผสมที่มีโลหะอย่างน้อยหนึ่งชนิดซึ่งมีจุดเดือดต่ำสามารถใช้เพื่อควบคุมสีของประกายไฟได้[6] ส่วนประกอบที่มีจุดเดือดด้านล่างจะระเหยและเผาไหม้ในระยะไอ ในขณะที่โลหะที่มีจุดเดือดสูงจะทำหน้าที่เป็นพาหะ ในเฟสไอ จะมีการปล่อยแสงเฉพาะองค์ประกอบสว่างเกิดขึ้น ตัวอย่างเช่น อิตเทอร์เบียมยูเทคติก โลหะ ผสม ทองแดงทำให้เกิดประกายไฟสีเขียวยาว และลิเธียมซิลิไซด์ ที่ลุกไหม้ จะแสดงส่วนของประกายไฟสีแดงยาว[6] ระยะเวลาของการดำรงอยู่ของประกายไฟนั้นพิจารณาจากขนาดเริ่มต้นของอนุภาค โดยขนาดที่ใหญ่กว่าจะทำให้เกิดประกายไฟที่อยู่ได้นานขึ้น[2]

โลหะที่มีค่าการนำความร้อนต่ำเป็นพิเศษดีในการผลิตประกายไฟ เช่น ไททาเนียม และ เซอร์โคเนียม มีข้อดีเป็นพิเศษในเรื่องนี้ และตอนนี้ก็ถูกนำมาใช้ในดอกไม้ไฟเช่นกันในทางกลับกันทองแดง มีค่าการนำไฟฟ้าสูงและทำให้เกิดประกายไฟได้ไม่ดีนัก ด้วยเหตุนี้ โลหะผสมของทองแดง เช่นเบริลเลียมบรอนซ์จึงถูกนำมาใช้เพื่อสร้างเครื่องมือนิรภัยซึ่งจะไม่เกิดประกายไฟได้ง่ายนัก[7]

หินเหล็กไฟและเหล็กกล้า[แก้]

เศษประกายไฟเหล็กที่เย็นจัดถูกโจมตี โดย รอเบิร์ต ฮุก โดยใช้หินเหล็กไฟ สิ่งเหล่านี้ถูกรวบรวมบนกระดาษ ศึกษาโดยใช้กล้องจุลทรรศน์ในยุคแรก ๆ ของเขา และวาดด้วยมือ

รอเบิร์ต ฮุกศึกษาประกายไฟที่เกิดจากการชนกันของชิ้นหินและเหล็กกล้าเข้าด้วยกัน เขาพบว่าประกายไฟมักเป็นอนุภาคของเหล็กที่ร้อนแดงและหลอมละลายเป็นทรงกลม[8] ประกายไฟเหล่านี้สามารถใช้เพื่อจุดไฟได้[9]

ในอาณานิคมอเมริกา หินเหล็กไฟและเหล็กกล้าถูกใช้เพื่อจุดไฟเมื่อวิธีที่ง่ายกว่าล้มเหลวผ้าลินินที่ไหม้เกรียมมักถูกใช้เป็นเชื้อไฟเพื่อจุดประกายไฟและจุดไฟ แต่การทำให้เกิดประกายไฟที่ดีอาจใช้เวลานาน ล้อเหล็กที่หมุนอยู่ทำให้เกิดประกายไฟที่ดีเมื่อกระทบกับหินเหล็กไฟ และกล่องเชื้อไฟที่ออกแบบมาเพื่อทำสิ่งนี้เรียกว่าโรงสี[10]

ในไฟแช็กหรือเหล็กไฟสมัยใหม่ เหล็กจะถูกผสมกับซีเรียมและธาตุหายากอื่น ๆ เพื่อสร้างโลหะผสมเฟอร์โรซีเรียม สิ่งนี้จะทำให้เกิดประกายไฟทันทีเมื่อถูกขูดและเผาไหม้ร้อนกว่าเหล็ก จำเป็นต้องใช้อุณหภูมิที่สูงขึ้นนี้เพื่อจุดไฟไอของของเหลวที่จุดไฟแช็ก[11]

งานโลหะ[แก้]

ประกายไฟที่กระเด็นจากตัวแปลง Bessemer ขณะที่อากาศถูกเป่าผ่านโลหะหลอมเหลว

ประกายไฟของโลหะหลอมเหลวสามารถเกิดขึ้นได้เมื่อโลหะถูกให้ความร้อนโดยกระบวนการ เช่น การเปลี่ยน เหล็กเป็นเหล็กหรือการเชื่อมอาร์กของBessemer

ประกายไฟจากหุ่นยนต์เชื่อมอาร์ก

การเชื่อมอาร์กใช้อาร์กไฟฟ้าแรงดันต่ำและกระแสสูงระหว่างอิเล็กโทรดและวัสดุฐานเพื่อหลอมโลหะที่จุดเชื่อม ซึ่งมักจะทำให้เกิดประกายไฟ เพื่อลดความเสี่ยงของการไหม้ ช่างเชื่อมสวมถุงมือหนังหนาและเสื้อแจ็คเก็ตแขนยาวเพื่อหลีกเลี่ยงการสัมผัสกับความร้อนจัด เปลวไฟ และประกายไฟ ในการเชื่อมแบบจุด พื้นผิวโลหะที่สัมผัสกันจะถูกเชื่อมต่อด้วยความร้อนจากความต้านทานต่อการไหลของกระแสไฟฟ้า เป็นเรื่องปกติที่สเปรย์ประกายไฟในรูปของหยดโลหะหลอมเหลวจะถูกพ่นออกจากชิ้นส่วนที่เชื่อมต่อกัน[12] หรือความต้านทานความร้อนของการเชื่อมแบบจุด[13]

อุปกรณ์ระงับอัคคีภัยและประกายไฟ[แก้]

ปล่องไฟจับประกายไฟบนหัวรถจักร

ไฟอาจก่อให้เกิดประกายไฟได้เมื่อกระแสลมพัดพาอนุภาคของเชื้อเพลิงที่ลุกไหม้ลอยขึ้นไป นี่เป็นปัญหาใหญ่สำหรับตู้รถไฟไอน้ำ เนื่องจากประกายไฟ อาจจุดไฟเผาภูมิทัศน์ที่อยู่ติดกัน หรือแม้แต่ตัวรถไฟเอง โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากเครื่องยนต์เผาไม้มากกว่าถ่านหิน[14] เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดความรำคาญที่เป็นอันตรายนี้ จึงมีการประดิษฐ์และติดตั้งตัวจับประกายไฟหลายแบบ[15]

ปล่องไฟและไอเสียของเครื่องยนต์ที่ใช้เชื้อเพลิงเป็นเชื้อเพลิงอื่น ๆ เช่นเครื่องยนต์ไอน้ำหรือเครื่องยนต์สันดาปภายในอาจมีตัวจับประกายไฟติดตั้งอยู่ด้วย หากอาจมีความเสี่ยงจากไฟไหม้จากการทำงาน ตัวอย่างเช่นจักรยานเสือหมอบอาจติดตั้งตัวจับแรงเหวี่ยง ซึ่งจะดักจับชิ้นส่วนที่ร้อนจัดของเขม่า[16]

ดูเพิ่มเติม[แก้]

อ้างอิง[แก้]

  1. ↑ National Fire Protection Association (2005), "Glossary: Spark", User's manual for NFPA 921, Jones & Bartlett Learning, p. 411, ISBN 978-0-7637-4402-1, เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2017-12-16
  2. ↑ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 Kenneth L. Kosanke; Bonnie J. Kosanke (1999), "Pyrotechnic Spark Generation", Journal of Pyrotechnics: 49–62, ISBN 978-1-889526-12-6
  3. ↑ Kosanke, Kenneth (2004), Pyrotechnic Chemistry, ISBN 9781889526157, เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2017-12-16
  4. ↑ Lederle, Felix; Koch, Jannis; Hübner, Eike G. (21 February 2019). "Colored Sparks". European Journal of Inorganic Chemistry. 2019 (7): 928–937. doi:10.1002/ejic.201801300. S2CID 104449284.
  5. ↑ Lederle, Felix; Koch, Jannis; Schade, Wolfgang; Hübner, Eike G. (31 January 2020). "Color-Changing Sparks from Rare Earth Metal Powders". Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. 646 (2): 37–46. doi:10.1002/zaac.201900300.
  6. ↑ 6.0 6.1 Memmel, Philipp; Lederle, Felix; Söftje, Martin; Koch, Jannis; Li, Mingji; Schade, Wolfgang; Hübner, Eike G. (2022). "Customizing the Appearance of Sparks with Binary Metal Alloys". ACS Omega. 7 (32): 28408–28420. doi:10.1021/acsomega.2c03081. PMC 9386707. PMID 35990440.
  7. ↑ Per Enghag (2004), Encyclopedia of the elements, John Wiley and Sons, p. 371, ISBN 978-3-527-30666-4, เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2017-12-16
  8. ↑ Robert Hooke (1780), Microscopic observations, เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2017-12-16
  9. ↑ Thomas Webster; Mrs. William Parkes (1855), An encyclopædia of domestic economy, เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2017-12-16
  10. ↑ Alice Morse Earle (July 2009), Home Life in Colonial Days, pp. 22–23, ISBN 978-1-4068-5143-4, เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2017-12-16
  11. ↑ Hazel Rossotti (2002), Fire: Servant, Scourge, and Enigma, Courier Dover Publications, p. 24, ISBN 978-0-486-42261-9
  12. ↑ Finch, Richard (2007). Welder's Handbook, RevisedHP1513: A Guide to Plasma Cutting, Oxyacetylene, ARC, MIG and TIG Welding. HP Trade. p. 34. ISBN 978-1-55788-513-5.
  13. ↑ Lawrence Bower; Jeffus, Larry F. (2009). Welding Skills, Processes and Practices for Entry-Level Welders: Book 2. Delmar Cengage Learning. ISBN 978-1-4354-2790-7.
  14. ↑ Brian Solomon (1998), "Wood burners", American steam locomotive, MBI Publishing Company, p. 29, ISBN 978-0-7603-0336-8, เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2017-12-16
  15. ↑ John H. White (1980), "Smokestacks and spark arrestors", A history of the American locomotive, Courier Dover Publications, ISBN 978-0-486-23818-0, เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2017-12-16
  16. ↑ Sally F Cutler (2000-05-24), Clymer Yamaha Pw50 Y-Zinger, Pw80 Y-Zinger & Bw80 Big Wheel, 1981-2002, p. 101, ISBN 9780892878284

แม่แบบ:Firelighting

เข้าถึงจาก "https://th.wikipedia.org/w/index.php?title=ประกายไฟ&oldid=11590447"