Wat gebeurt er als rhenium wordt gelegeerd tot niobium, wolfraam en tantaal?

Rhenium wordt toegevoegd aan superlegeringen bij hoge temperaturen die worden gebruikt om onderdelen voor straalmotoren te maken, waarbij 70% van de wereldwijde rheniumproductie wordt gebruikt. Een andere belangrijke toepassing is in platina-rheniumkatalysatoren, die voornamelijk worden gebruikt bij het maken van loodvrije benzine met een hoog octaangetal.

Op nikkel gebaseerde superlegeringen hebben een verbeterde kruipweerstand door de toevoeging van rhenium. Legeringen bevatten normaal gesproken 3% of 6% rhenium. Legeringen van de tweede generatie bevatten 3%; deze legeringen zijn gebruikt in de F-15- en F-16-motoren, terwijl de nieuwe monokristallijne legeringen van de derde generatie 6% rhenium bevatten; ze worden gebruikt in de F-22 en F-35 motoren. Rhenium wordt ook gebruikt in superlegeringen zoals CMSX-4 (2e generatie) en CMSX-10 (3e generatie) die worden gebruikt in industriële gasturbinemotoren zoals GE 7FA. Rhenium kan superlegeringen microstructureel onstabiel maken en ongewenste TCP-achtige fasen vormen (topologisch dichtbij). In superlegeringen van de 4e en 5e generatie wordt ruthenium gebruikt om dit effect te voorkomen. De nieuwe superlegeringen zijn onder andere EPM-102 (met 3% Ru) en TMS-162 (met 6% Ru), evenals TMS-138 en TMS-174.

Rhenium verbetert de eigenschappen van wolfraam. Wolfraam-rhenium legeringen zijn taaier bij lage temperaturen, waardoor ze gemakkelijker te bewerken zijn. De stabiliteit bij hoge temperatuur wordt ook verbeterd. Het effect neemt toe met de concentratie van rhenium en daarom worden wolfraamlegeringen geproduceerd met maximaal 27% Re, wat de oplosbaarheidslimiet is. De wolfraam-rheniumdraad is oorspronkelijk gemaakt om na herkristallisatie een meer taaie draad te ontwikkelen. Hierdoor kan de draad specifieke prestatiedoelen bereiken, waaronder superieure trillingsweerstand, betere ductiliteit en hogere weerstand. Een toepassing voor wolfraam-rheniumlegeringen zijn röntgenbronnen. Het hoge smeltpunt van beide verbindingen, evenals de hoge atomaire massa, maakt ze stabiel tegen langdurige elektronische impact. Rhenium-wolfraamlegeringen worden ook gebruikt als thermokoppels om temperaturen tot 2200 ° C te meten.

Stabiliteit bij hoge temperaturen, lage dampdruk, goede slijtvastheid en het vermogen om rheniumboogcorrosie te weerstaan, zijn nuttig bij zelfreinigende elektrische contacten. Met name de bij het schakelen optredende ontlading oxideert de contacten. Echter, Re2O7 rheniumoxide heeft een slechte stabiliteit (sublimeert tot ~ 360°C) en wordt daarom geëlimineerd tijdens de ontlading.

Rhenium heeft een hoog smeltpunt en een lage dampdruk, vergelijkbaar met tantaal en wolfraam. Als resultaat vertonen de rheniumfilamenten een hogere stabiliteit als het filament niet onder vacuüm, maar in een zuurstofhoudende atmosfeer wordt gebruikt. Deze filamenten worden veel gebruikt in massaspectrometers, ionenmeters en fotografische lampen.