ประกายไฟ

ประกายไฟ เป็นอนุภาคที่เปล่งแสง ประกายไฟอาจเกิดจากพลุ หรือเป็นผลพลอยได้จากไฟโดยเฉพาะเมื่อเผาไม้

ประกายไฟจากสกรูที่ยึดกับ

เกิดประกายไฟขณะตัดหลังคาใน โตเกียว, ประเทศญี่ปุ่น

ดอกไม้ไฟ

ประกายไฟจากพลุ

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

ประกายไฟเปลี่ยนสีจากผงเออร์เบียมที่มีระยะประกายสีทองและสีเขียว

ธาตุหายากที่อยู่ติดกัน ได้แก่ ทูเลียม ลูทีเชียม และ อิตเทรียม สามารถสร้างประกายไฟที่เปลี่ยนสีได้เช่นกัน แม้ว่าการมองเห็นทั้งสองเฟสของประกายไฟเดียวกันจะไม่ชัดเจนเท่า เนื่องจากจุดเดือดที่ต่ำกว่า (ทูเลียม) หรือสูงกว่า (อิตเทรียม, ลูทีเชียม) ของโลหะผสมโลหะผสมที่มีโลหะอย่างน้อยหนึ่งชนิดซึ่งมีจุดเดือดต่ำสามารถใช้เพื่อควบคุมสีของประกายไฟได้ ส่วนประกอบที่มีจุดเดือดด้านล่างจะระเหยและเผาไหม้ในระยะไอ ในขณะที่โลหะที่มีจุดเดือดสูงจะทำหน้าที่เป็นพาหะ ในเฟสไอ จะมีการปล่อยแสงเฉพาะองค์ประกอบสว่างเกิดขึ้น ตัวอย่างเช่น โลหะ ผสม ทองแดงทำให้เกิดประกายไฟสีเขียวยาว และลิเธียมซิลิไซด์ ที่ลุกไหม้ จะแสดงส่วนของประกายไฟสีแดงยาว ระยะเวลาของการดำรงอยู่ของประกายไฟนั้นพิจารณาจากขนาดเริ่มต้นของอนุภาค โดยขนาดที่ใหญ่กว่าจะทำให้เกิดประกายไฟที่อยู่ได้นานขึ้น

โลหะที่มีต่ำเป็นพิเศษดีในการผลิตประกายไฟ เช่น ไททาเนียม และ เซอร์โคเนียม มีข้อดีเป็นพิเศษในเรื่องนี้ และตอนนี้ก็ถูกนำมาใช้ในดอกไม้ไฟเช่นกันในทางกลับกันทองแดง มีค่าการนำไฟฟ้าสูงและทำให้เกิดประกายไฟได้ไม่ดีนัก ด้วยเหตุนี้ โลหะผสมของทองแดง เช่นจึงถูกนำมาใช้เพื่อสร้างเครื่องมือนิรภัยซึ่งจะไม่เกิดประกายไฟได้ง่ายนัก

หินเหล็กไฟและเหล็กกล้า

เศษประกายไฟเหล็กที่เย็นจัดถูกโจมตี โดย รอเบิร์ต ฮุก โดยใช้หินเหล็กไฟ สิ่งเหล่านี้ถูกรวบรวมบนกระดาษ ศึกษาโดยใช้กล้องจุลทรรศน์ในยุคแรก ๆ ของเขา และวาดด้วยมือ

รอเบิร์ต ฮุกศึกษาประกายไฟที่เกิดจากการชนกันของและเหล็กกล้าเข้าด้วยกัน เขาพบว่าประกายไฟมักเป็นอนุภาคของเหล็กที่ร้อนแดงและหลอมละลายเป็นทรงกลม ประกายไฟเหล่านี้สามารถใช้เพื่อจุดไฟได้

ในอาณานิคมอเมริกา หินเหล็กไฟและเหล็กกล้าถูกใช้เพื่อจุดไฟเมื่อวิธีที่ง่ายกว่าล้มเหลวมักถูกใช้เป็นเชื้อไฟเพื่อจุดประกายไฟและจุดไฟ แต่การทำให้เกิดประกายไฟที่ดีอาจใช้เวลานาน ล้อเหล็กที่หมุนอยู่ทำให้เกิดประกายไฟที่ดีเมื่อกระทบกับหินเหล็กไฟ และกล่องเชื้อไฟที่ออกแบบมาเพื่อทำสิ่งนี้เรียกว่าโรงสี

ในไฟแช็กหรือสมัยใหม่ เหล็กจะถูกผสมกับซีเรียมและธาตุหายากอื่น ๆ เพื่อสร้างโลหะผสม สิ่งนี้จะทำให้เกิดประกายไฟทันทีเมื่อถูกขูดและเผาไหม้ร้อนกว่าเหล็ก จำเป็นต้องใช้อุณหภูมิที่สูงขึ้นนี้เพื่อจุดไฟไอของของเหลวที่จุดไฟแช็ก

งานโลหะ

ประกายไฟที่กระเด็นจากตัวแปลง Bessemer ขณะที่อากาศถูกเป่าผ่านโลหะหลอมเหลว

ประกายไฟของโลหะหลอมเหลวสามารถเกิดขึ้นได้เมื่อโลหะถูกให้ความร้อนโดยกระบวนการ เช่น การเปลี่ยน เหล็กเป็นเหล็กหรือการเชื่อมอาร์กของ

ประกายไฟจากหุ่นยนต์เชื่อมอาร์ก

การเชื่อมอาร์กใช้อาร์กไฟฟ้าแรงดันต่ำและกระแสสูงระหว่างอิเล็กโทรดและวัสดุฐานเพื่อหลอมโลหะที่จุดเชื่อม ซึ่งมักจะทำให้เกิดประกายไฟ เพื่อลดความเสี่ยงของการไหม้ ช่างเชื่อมสวมถุงมือหนังหนาและเสื้อแจ็คเก็ตแขนยาวเพื่อหลีกเลี่ยงการสัมผัสกับความร้อนจัด เปลวไฟ และประกายไฟ ในการเชื่อมแบบจุด พื้นผิวโลหะที่สัมผัสกันจะถูกเชื่อมต่อด้วยความร้อนจากความต้านทานต่อการไหลของกระแสไฟฟ้า เป็นเรื่องปกติที่สเปรย์ประกายไฟในรูปของหยดโลหะหลอมเหลวจะถูกพ่นออกจากชิ้นส่วนที่เชื่อมต่อกัน หรือความต้านทานความร้อนของ

อุปกรณ์ระงับอัคคีภัยและประกายไฟ

ปล่องไฟจับประกายไฟบนหัวรถจักร

ไฟอาจก่อให้เกิดประกายไฟได้เมื่อกระแสลมพัดพาอนุภาคของเชื้อเพลิงที่ลุกไหม้ลอยขึ้นไป นี่เป็นปัญหาใหญ่สำหรับ เนื่องจากประกายไฟ อาจจุดไฟเผาภูมิทัศน์ที่อยู่ติดกัน หรือแม้แต่ตัวรถไฟเอง โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากเครื่องยนต์เผาไม้มากกว่าถ่านหิน เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดความรำคาญที่เป็นอันตรายนี้ จึงมีการประดิษฐ์และติดตั้งหลายแบบ

ปล่องไฟและไอเสียของเครื่องยนต์ที่ใช้เชื้อเพลิงเป็นเชื้อเพลิงอื่น ๆ เช่นเครื่องยนต์ไอน้ำหรือเครื่องยนต์สันดาปภายในอาจมีตัวจับประกายไฟติดตั้งอยู่ด้วย หากอาจมีความเสี่ยงจากไฟไหม้จากการทำงาน ตัวอย่างเช่นอาจติดตั้งตัวจับแรงเหวี่ยง ซึ่งจะดักจับชิ้นส่วนที่ร้อนจัดของเขม่า

ดูเพิ่มเติม

• อาร์กไฟฟ้า
• ฟ้าผ่า
• ไฟฟ้าลัดวงจร
• ถ่านหิน

อ้างอิง

1. National Fire Protection Association (2005), "Glossary: Spark", User's manual for NFPA 921, Jones & Bartlett Learning, p. 411, ISBN , เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2017-12-16
2. Kenneth L. Kosanke; Bonnie J. Kosanke (1999), "Pyrotechnic Spark Generation", Journal of Pyrotechnics: 49–62, ISBN 
3. Kosanke, Kenneth (2004), Pyrotechnic Chemistry, ISBN , 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. 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 , เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2017-12-16
8. (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 , เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2017-12-16
11. (2002), Fire: Servant, Scourge, and Enigma, Courier Dover Publications, p. 24, ISBN 
12. Finch, Richard (2007). Welder's Handbook, RevisedHP1513: A Guide to Plasma Cutting, Oxyacetylene, ARC, MIG and TIG Welding. HP Trade. p. 34. ISBN .
13. Lawrence Bower; Jeffus, Larry F. (2009). Welding Skills, Processes and Practices for Entry-Level Welders: Book 2. Delmar Cengage Learning. ISBN .
14. Brian Solomon (1998), "Wood burners", American steam locomotive, MBI Publishing Company, p. 29, ISBN , เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2017-12-16
15. John H. White (1980), "Smokestacks and spark arrestors", A history of the American locomotive, Courier Dover Publications, ISBN , 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