¿Por qué la envoltura de fibra de carbono en LOX no se incendia? (ver este video primero)

El oxígeno líquido mezclado con polvo de carbón se ha utilizado como explosivo para la minería, ver 1 , 2 . Pero ha habido una explosión en un purificador de helio 3 .

El uso para la minería requería explosivos seguros, la tasa de autoencendidos espontáneos debería ser muy, muy baja. Las cargas deben explotar solo cuando son disparadas por un detonador, pero no al manipularlas o por descargas estáticas. Se utilizaron durante décadas. La tasa de accidentes fue menor que con explosivos convencionales. Las cargas eran explosivas solo cuando se empapaban con oxígeno líquido. Si no se usaba, después de algunas horas cuando el oxígeno se evaporaba, el polvo de carbón ya no era explosivo.

En el video del experimento que se muestra, la pieza de carbón no se encendió al contacto con LOX, se encendió antes y aún brillaba. Tirarlo a un recipiente lleno de oxígeno gaseoso también intensificaría la reacción. Compare con estos dos videos 4 y 5 que muestran carbón caliente y ardiente arrojado a LOX.

La superficie del polvo de carbono es mayor que la de las fibras de carbono, por lo que el riesgo de autoignición debería ser menor. Pero se sabe que los hidrocarburos son un riesgo en contacto con oxígeno puro. El aglutinante utilizado con las fibras de carbono también contiene hidrógeno y carbono. Puede ser posible una contaminación con otros hidrocarburos si no se siguió estrictamente el procedimiento de limpieza antes del contacto con el oxígeno.

En todos los casos que conozco, los tanques reforzados con fibra consisten en un tanque interno de metal delgado llamado "revestimiento" envuelto con el material compuesto de soporte. Por lo tanto, el oxidante y la fibra nunca están en contacto. Esto también es importante porque el compuesto es poroso y no retendría su contenido por mucho tiempo.

Una fuente: (lo siento, no tengo tiempo para escribir el pasaje relevante en este momento)

https://books.google.co.jp/books?id=5LBx4EmBix8C&lpg=PA309&ots=yNiJNo8XLb&hl=de&pg=PA309#v=onepage&

Como él dice, el carbón en el experimento está muy caliente (además, el carbón tiene mucho polvo de carbón por todas partes, lo cual es realmente inflamable), incluso entonces el carbón no se quema hasta después de que rebota en el oxígeno líquido, teniendo vaporizó algo de oxígeno. En resumen, tenemos polvo de carbón caliente en una atmósfera de oxígeno casi puro.

Por el contrario, los COPV usan fibras de carbono que son estructuras de carbono unidas (y por lo tanto mucho más estables) (sus estructuras son en realidad algo similares al grafito que se usa en algunas toberas de cohetes). También están en medio de un tanque lleno de LOX que está a -183C o menos. Además, el oxígeno no es muy inflamable en su estado líquido, solo cuando es gaseoso.

Editar: arriba dije que el oxígeno no es muy inflamable en su estado líquido, esto es algo incorrecto ya que el oxígeno es un oxidante y, por lo tanto, técnicamente no es "inflamable" bajo ninguna condición. Lo que pretendía comunicar es que su capacidad de oxidación se reduce considerablemente en su estado líquido y, por lo tanto, se debe agregar mucha más energía para que se queme. En realidad, esto se puede ver en los motores de cohetes, ya que las combinaciones LOX/RP1 requieren una mezcla pirofórica (hipergólica con oxígeno) TEA/TEB (trietilborano, trietilaluminio) para encenderse y los motores HydroLOX requieren el TEA/TEB antes mencionado encendedores de mezcla o bujía (no sé si ese es su nombre técnico, pero es esencialmente lo que son). En ambos casos, esto muestra que se debe proporcionar una cantidad significativa de energía de activación.