Обзор тугоплавкого металла рения

---

Обзор тугоплавкого металла рения

Это последний природный элемент, открытый человечеством; в земной коре она составляет лишь одну часть на миллиард; его металлический элемент - один из необходимых стратегических резервов разных стран; цена его во много раз выше, чем у золота и алмаза… Что это? Ответ - тугоплавкий металл рений . .

тугоплавкий металл рений

Открытие тугоплавкого металла рения

Еще в 1872 году русский Менделеев предсказал, согласно закону элементарного цикла, что в мире природы есть неоткрытый «марганцевый» элемент с атомным весом около 190 , то есть неизвестный элемент марганец, подобный марганцу и стронцию.

С тех пор ученые искали этот элемент из минералов с аналогичными элементами марганца, таких как марганцевая руда, платиновая руда и цериевая руда (минералы стронция и бария), но они оказались бесплодными.

До 5 сентября 1925 г. в Немецкой федерации химиков в Нюрнберге немецкие геохимики Нордак и Тайкай публично объявили, что они использовали X-спектр, чтобы обнаружить этот новый элемент на большом расстоянии. обогащение полезных ископаемых и концентратов горных пород. Это, наконец, раскрывает завесу этого загадочного элемента - рения.

Рений

Физико-химические свойства

Огнеупорный металл r гениум представляет собой металлический элемент, имеющий плотность 21,04 г / см3, температуру плавления 3180 ° C и температуру кипения 5627 ° C. Его тип решетки представляет собой гексагональную структуру с плотной упаковкой. Чистая эмаль имеет мягкую текстуру и внешний вид, напоминающий платину, и обладает хорошими механическими свойствами.

Рений растворим в разбавленной азотной кислоте или растворе перекиси водорода, не растворим в соляной кислоте и фтористоводородной кислоте; валентность элементов рения составляет 3, 4, 6 и 7. При высоких температурах он соединяется с парами серы с образованием сульфида рутения ReS2, который не взаимодействует с водородом или азотом, но поглощает H2; его можно окислить до очень стабильного гептаоксида (Re2O7).

тугоплавкий металл рений

Разработка и добыча тугоплавкий металл рений

С момента открытия рения прошло уже сто лет, но для большинства людей он все еще остается странным элементом. Он незаметно занимает 75-е место в периодической таблице химического элемента, который является почти последним обнаруженным природным элементом. Тогда почему его обнаружили так поздно?

Оказывается, рений - очень редкий и рассредоточенный элемент, который в земной коре составляет лишь одну часть на миллиард, что меньше, чем у всех редкоземельных элементов. В настоящее время доказанные запасы рения в мире составляют всего около 2500 тонн. Для сравнения, мировые доказанные запасы титана составляют около 2 миллиардов тонн.

Содержание каждого элемента в земной коре

Большая часть рения связан только с другими металлическими минералами, такими как молибден, медь, свинец, цинк, платина , ниобий и др. в редкодисперсном состоянии. Пока обнаружено лишь небольшое количество висмутовой руды (ReS2) и сульфида медно-висмута (CuReS4), а их запасы очень малы.

Масштаб рения месторождения, как правило, не велики, а стоимость независимой добычи чрезвычайно высока, что приводит к чрезвычайно низкой экономической ценности. Таким образом, существует несколько месторождений рения, которые добываются самостоятельно.

Промышленное производство рения обычно разделяется и извлекается в виде побочных продуктов при добыче основного металлического минерала. Небольшое количество рения может быть получено при плавлении сажи и отходов с образованием некоторых видов меди, платины, сурьмы или сфалеритов. Важнейший путь - комплексная разработка молибденита.

Содержание рения в молибденовом концентрате обычно составляет от одной стотысячной до трехсоттысячной, в то время как количество рения, содержащегося в молибденовом концентрате, выбранном из медного порфира депозит может достигать 1,6 ‰ .

В процессе производства молибдена , осторожно соберите дымовую пыль и отработанную жидкость при плавлении молибдена и выберите H2O2 с высоким электродным потенциалом и сильными окислительными свойствами в качестве окислителя для окисления низковалентного оксида рения до Re2O7. Он также окисляет сульфид до HReO4.

Оба этих соединения рутения легко растворимы в воде, из которой можно получить небольшое количество Re2O7, а затем добавить KCl для получения порошка рения восстановлением водородом или электролизом водного раствора и переработка в материал методом порошковой металлургии.

Рениевый порошок

Магический эффект рения

Рений имеет такое важное стратегическое значение, что, помимо сложности его добычи и добычи, более важной причиной являются его превосходные характеристики. Эти характеристики металлического рения или соединений рения можно назвать « Эффектом рения . ». Давайте посмотрим на магический эффект рения . .

1. Отличная каталитическая функция

Рений обладает высокоселективной каталитической функцией для многих химических реакций, поэтому в основном используется в качестве катализатора в нефтяной промышленности для синтеза высокооктанового бензина. В мире потребление этого вида составляет более 60% от общего потребления рения. Соединенные Штаты и Германия также получили запатентованную технологию производства рениевых фильтров для очистки выхлопных газов автомобилей.

2. Высокая эмиссия электронов

Рений обладает высокими характеристиками эмиссии электронов и широко используется в радио, телевидении и вакуумной технике. Срок службы трубчатого катода из сплава рений-вольфрам в 100 раз больше, чем у вольфрама.

Рений также используется в производстве электрических подрядчиков, особенно в производстве контакторов морских генераторов с постоянными магнитами, которые отличаются долговечностью.

3. Превосходное улучшение сплава

Рений сам по себе обладает хорошей пластичностью, не хрупкостью в условиях высоких и низких температур, а по прочности на разрыв и ползучести превосходит вольфрам, молибден и ниобий.

Добавление рения к тугоплавким металлам, таким как вольфрам, молибден и хром, может улучшить прочность, пластичность и свариваемость материала, а также снизить температуру пластично-хрупкого перехода и рекристаллизационную хрупкость. . Например, сплавы W-Re и Mo-Re обладают хорошей жаропрочностью и пластичностью.

Проволока из сплава W-Re

Рений оказывает существенное влияние на микроструктуру, механические свойства, нестабильную фазу и дефекты монокристалла монокристаллического суперсплава, что может повысить сопротивление ползучести при высоких температурах монокристаллического сплава. Одно это преимущество открывает двери для применения рения в самолетах.

Рений и авиационный двигатель

Как упоминалось выше, добавление рения улучшает прочность и жаропрочность суперсплава, а также значительно улучшается микроструктура монокристаллического сплава.

В последние годы люди постепенно начали использовать высокопроизводительные монокристаллические суперсплавы для производства высокопроизводительных монокристаллических суперсплавов и наносить их на лопасти авиационных двигателей. , так что применение в авиационной промышленности достигло 80% от общего количества сурьмы.

Реактивные двигатели с рением

Мы видим изменения в его применении в аэрокосмических двигателях после применения рения в монокристаллических сплавах.

Монокристаллический сплав первого поколения не содержит рения; некоторые из монокристаллических сплавов второго поколения начали использовать рений, например российский ЖС36, в котором использовалось 2% рения, и американский CMSX-4, использующий 3% рений; монокристаллический сплав третьего поколения представлен в США ReneN6 и CMSX-10, и содержание рения в этих двух марках составляет до 5,6% и 7% соответственно; монокристаллический сплав четвертого поколения представлен в Японии TMS-138 и MC-NG, которые содержат 5% рения и 4% рения соответственно; монокристаллический сплав пятого поколения представлен японским сплавом TMS-162 и содержит 6% рения.

Увеличение использования рения предполагает два основных достижения в металлургии турбин:улучшение характеристик жаропрочных сплавов на основе никеля и производство более качественных сплавов для монокристаллических лопаток.

Обе эти технологии позволяют турбинам (особенно турбинам высокого давления) работать при более высоких температурах. Таким образом, проектировщик может увеличить давление в турбине, чтобы повысить эффективность работы; или двигатель может ускорить сгорание топлива, тем самым создавая большую тягу.

Заключение

Спасибо, что прочитали нашу статью, и мы надеемся, что она поможет вам лучше понять рений . . Если вы хотите узнать больше о рении и других тугоплавких металлах , вы можете посетить Advanced Refractory Metals ( ARM ) для получения дополнительной информации.

Advanced Refractory Metals (ARM) со штаб-квартирой в Лейк-Форест, Калифорния, США, является ведущим производителем и поставщиком тугоплавких металлов, таких как вольфрам . , молибден , Тантал , Рений , Титан и цирконий . Мы обеспечиваем наших клиентов высококачественными изделиями из тугоплавких металлов по очень конкурентоспособной цене.