Z czego zrobione jest krzesiwo? Tajemniczy ferrocer i miszmetal

Zastanawialiście się kiedyś z czego zrobione jest krzesiwo syntetyczne? No jak to z czego? Z metalowego pręta! Z magnezu! Z ceru! Takie odpowiedzi można znaleźć na survivalowych forach czy bushcraftowych grupach na Facebooku. Zgadza się, ale z czego dokładnie jest ten pręt wykonany i jak wytwarza się krzesiwa, już nikt z bushcrafterów czy survivalowców nie potrafi powiedzieć. Niektórzy dociekliwi eksperymentatorzy planują nawet wykonać krzesiwo w domu. Czy to w ogóle możliwe? Właśnie dziś odpowiadamy na te pytania.

Cała tajemnica tkwi w niezwykłym stopie metali zwanym ferrocerem. Posiada on właściwości piroforyczne, czyli ulega samozapłonowi w kontakcie z tlenem z powietrza. Piroforyczność nie jest stałą cechą materiału, lecz jest silnie związana z ich postacią fizyczną, składem powietrza (procentowa zawartość tlenu, wilgotność) oraz temperaturą otoczenia. Szczególnie skłonne do samozapłonu są pyły i aerozole. Na przykład węgiel kamienny w postaci brył nie wykazuje silnych własności piroforycznych w temperaturze pokojowej, lecz w formie pyłu węglowego może ulec samozapłonowi w temperaturze 60°C. Innym przykładem jest właśnie interesujący nas cer stanowiący składnik krzesiw turystycznych czy kamieni do zapalniczek, gdzie dzięki potarciu twardym obiektem np. ze stali hartowanej następuje wyrwanie cząstek materiału z pręta i samorzutne ich spalanie w powietrzu objawiające się iskrzeniem. Właściwości piroforyczne ceru objawiają się już w temperaturach rzędu 150-180 °C, który spalając się dostarcza także energii do zapłonu drobin żelaza. W ten właśnie sposób pocierany ferrocer, utleniając się gwałtownie, generuje gorące iskry o temperaturze dochodzącej do 3000^oC.

Powyższa właściwość ferroceru spowodowała właśnie, że ma on wiele użytecznych zastosowań począwszy jako źródło zapłonu w zapalniczkach i palnikach gazowych, poprzez odtleniacz w metalurgii aż po krzesiwa wojskowe i turystyczne. Ze względu na zdolność iskrzenia ferroceru nawet w niesprzyjających warunkach, pręty ferrocerowe są powszechnie stosowane jako awaryjne źródła ognia w zestawach survivalowych.

Ciekawi Was, skąd w ogóle wziął się ten materiał? Ferrocer stworzył przypadkiem w 1903 roku austriacki naukowiec i wynalazca Carl Auer von Welsbach. Zajmował się on badaniem metali ziem rzadkich, metalurgią oraz zasłynął jako wynalazca żarnika do lamp gazowych oraz wolframowej spirali do żarówek elektrycznych. Jego podobiznę można znaleźć na dzisiejszej austriackiej okolicznościowej monecie o nominale 25€.

Znane nam dziś krzesiwo działa poprzez energiczne starcie niewielkich drobin ferrocerowego pręta ostrą krawędzią jakiegokolwiek materiału twardszego niż sam pręt ferrocerowy. Wysokowęglowa stal hartowana działa o wiele skuteczniej niż jakiekolwiek inne materiały, np. krzemień, beton czy stal nierdzewna. Ta prosta czynność pozwala w efekcie zapalić kuchenkę gazową, benzynową, spirytusową lub po prostu ognisko.

Na rynku istnieje wiele modeli krzesiw, które w zasadzie różnią się jedynie średnicą i długością pręta oraz jego oprawą. Zasada działania we wszystkich jest jednak ta sama. Sprzedawcy nazywają je czasem błędnie krzesiwami magnezowymi. Wynika to z tego, że niektórzy producenci łączą pręt ferrocerowy ze sztabką magnezu. W takim przypadku należy zeskrobać wióry magnezowe jako podpałkę a właściwe iskry wykrzesać na nie z pręta ferrocerowego np. za pomocą noża. Iskry upadają na magnez i następuje gwałtowny zapłon.

Ferrocer początkowo składał się wyłącznie z ceru (70%) i żelaza (30%). Stąd jego nazwa. Był on jednak w tych proporcjach bardzo wrażliwy na samozapłon w trakcie transportu i przechowywania oraz niestabilny w procesie produkcji. Pręty w dzisiejszych krzesiwach wykonane są z udoskonalonego nowoczesnego stopu zwanego miszmetalem (niem. Mischmetall, ang. Mischmetal). W jego skład wchodzą:

• żelazo 20.8%
• cer 41.8%
• lantan 24.2%
• neodym 4.4%
• prazeodym 4.4%
• magnez 4.4%

Jak widać, dodano różne inne pierwiastki w celu zmodyfikowania parametrów iskry, głównie z przeznaczeniem do kamieni zapalniczek. Ponadto większość współczesnych krzesiw jest ze względów bezpieczeństwa dodatkowo powierzchniowo utwardzana poprzez oksydowanie. Ma to zapobiec samozapłonowi w trakcie transportu i magazynowania. Ciekawostką jest, że wszystkie linie lotnicze i większość armatorów dalekomorskich wykluczyło kilka lat temu wyroby ferrocerowe z przyjmowanych do przewozu ładunków właśnie ze względów przeciwpożarowych.

Podsumowując, ferrocerowe krzesiwo może jest prostym w obsłudze sprzętem do rozpalania ognia, jednak jego produkcja nie jest już wcale taka łatwa. Wymaga wiedzy metalurgicznej, dostępu do metali ziem rzadkich a także odpowiedniej infrastruktury. Niemożliwe jest stworzenie ferroceru w warunkach domowych a wszyscy, którzy chcą mieć własnoręcznie wykonane krzesiwo muszą zadowolić się oprawieniem gotowego pręta wyjętego najczęściej z fabrycznego plastikowego uchwytu.