Overzicht van het vuurvaste metalen renium

Het is het nieuwste natuurlijke element dat door de mensheid is ontdekt; het is slechts één deel per miljard in de aardkorst; zijn metalen element is een van de noodzakelijke strategische reserves van verschillende landen; de prijs ervan is vele malen hoger dan die van goud en diamant... Wat is het? Het antwoord is het vuurvast metaal rhenium .

Vuurvast metaal renium

Ontdekking van het vuurvaste metaal Rhenium

Al in 1872 voorspelde de Rus Mendelejev volgens de elementaire cycluswet dat er een onontdekt "mangaanachtig" element in de natuurlijke wereld is met een atoomgewicht van ongeveer 190 , dat wil zeggen, een onbekend mangaanelement vergelijkbaar met mangaan en strontium.

Sindsdien hebben wetenschappers naar dit element gezocht in mineralen met vergelijkbare elementen van mangaan, zoals mangaanerts, platinaerts en ceriumerts (mineralen van strontium en barium), maar ze zijn vruchteloos geweest.

Tot 5 september 1925 kondigden de Duitse geochemici Nordak en Taikai in de Duitse Federatie van Chemici in Neurenberg in het openbaar aan dat ze X-spectrum gebruikten om dit nieuwe element uit een groot concentratie van mineralen en steenconcentraten. Dit onthult eindelijk de sluier van dit mysterieuze element - rhenium.

Rhenium

Fysisch-chemische eigenschappen

Vuurvast metaal r henium is een metalen element met een dichtheid van 21,04 g/cm3, een smeltpunt van 3180 ° C en een kookpunt van 5627 ° C. Het roostertype is een dicht opeengepakte hexagonale structuur. Het pure emaille heeft een zachte textuur en ziet er hetzelfde uit als platina en heeft goede mechanische eigenschappen.

Rhenium is oplosbaar in verdund salpeterzuur of waterstofperoxide-oplossing, onoplosbaar in zoutzuur en fluorwaterstofzuur; de valentie van rheniumelementen is 3, 4, 6 en 7. Bij hoge temperaturen combineert het met de zwaveldamp om rutheniumsulfide ReS2 te vormen, dat geen interactie aangaat met waterstof of stikstof, maar H2 absorbeert; het kan worden geoxideerd tot een zeer stabiel heptaoxide (Re2O7).

Vuurvast metaal renium

Mijnbouw en winning van de  Vuurvast metaal renium

Het is een eeuw geleden sinds rhenium werd ontdekt, maar voor de meeste mensen is het nog steeds een vreemd element. Het staat onopvallend op de 75e plaats in het periodiek systeem van het chemische element, dat bijna het laatste natuurlijke element is dat is ontdekt. Waarom werd het dan zo laat ontdekt?

Het blijkt datrhenium is een zeer zeldzaam en verspreid element, dat slechts één deel per miljard in de aardkorst is en minder dan alle zeldzame aardelementen. Op dit moment zijn de bewezen reserves van 's werelds rhenium slechts ongeveer 2.500 ton. De wereldwijd bewezen reserves van titaniumbronnen bedragen daarentegen ongeveer 2 miljard ton.

De inhoud van elk element in de aardkorst

De meesterhenium wordt alleen geassocieerd met andere metaalmineralen zoals molybdeen, koper, lood, zink, platina , niobium, enz. in een dun verspreide staat. Tot nu toe is er slechts een kleine hoeveelheid bismuterts (ReS2) en koperbismutsulfide (CuReS4) gevonden, en de reserves zijn erg klein.

De schaal van het rhenium deposito's zijn over het algemeen niet groot en de kosten van onafhankelijke mijnbouw zijn extreem hoog, wat resulteert in een extreem lage economische waarde. Daarom zijn er maar weinig rheniummijnen die onafhankelijk worden gedolven.

Geïndustrialiseerde rheniumproductie wordt over het algemeen gescheiden en teruggewonnen in de vorm van bijproducten wanneer het belangrijkste metaalmineraal wordt gewonnen. Een kleine hoeveelheid rhenium kan worden teruggewonnen bij het smelten van roet en afval in bepaalde koper-, platina-, antimoon- of sfalerieten. De belangrijkste manier is de uitgebreide ontwikkeling van molybdeniet.

Het gehalte aan rhenium in molybdeenconcentraat ligt over het algemeen tussen de honderdduizendste en driehonderdduizendste, terwijl de hoeveelheid rhenium in het molybdeenconcentraat wordt gekozen uit het porfierkoper storting kan oplopen tot 1.6 ‰ .

In het proces van het produceren van molybdeen , verzamel zorgvuldig het rookgas en de afvalvloeistof van het smelten van molybdeen en selecteer H2O2 met een hoog elektrodepotentieel en sterk oxiderende eigenschappen als oxidatiemiddel om het laagwaardige oxide van rhenium tot Re2O7 te oxideren. Het oxideert ook het sulfide tot HReO4.

Beide rutheniumverbindingen zijn gemakkelijk oplosbaar in water, waaruit een kleine hoeveelheid Re2O7 kan worden verkregen en vervolgens wordt KCl toegevoegd om een ​​rheniumpoeder door waterstofreductie of elektrolyse in een waterige oplossing, en verwerkt tot een materiaal door poedermetallurgie.

Rheniumpoeder

Magisch Rhenium-effect

Rhenium heeft zo'n belangrijke strategische betekenis, naast de moeilijkheid in mijnbouw en winning, de meer essentiële reden zijn de uitstekende eigenschappen. Deze kenmerken van rheniummetaal of rheniumverbindingen kunnen "Rhenium-effect worden genoemd. ”. Laten we eens kijken naar het magische effect van rhenium .

1. Uitstekende katalytische functie

Rhenium heeft een zeer selectieve katalytische functie voor veel chemische reacties, dus wordt het voornamelijk gebruikt als katalysator voor de aardolie-industrie om benzine met een hoog octaangetal te synthetiseren. In de wereld is het verbruik van dit aspect verantwoordelijk voor meer dan 60% van het totale rheniumverbruik. De Verenigde Staten en Duitsland hebben ook de gepatenteerde technologie verkregen voor de productie van rheniumfilters om uitlaatgassen van auto's te zuiveren.

2. Hoge elektronenemissie

Rhenium heeft een hoge elektronenemissieprestatie en wordt veel gebruikt in radio-, televisie- en vacuümtechnologie. De levensduur van de buiskathode van rheniumwolfraamlegering is 100 keer langer dan die van wolfraam.

Rhenium wordt ook gebruikt bij de vervaardiging van elektrische aannemers, met name bij de vervaardiging van permanente magneetgeneratorschakelaars voor zeeschepen, die duurzaam zijn.

3. Uitstekende legeringsverbetering

Rhenium zelf heeft een goede plasticiteit, geen brosheid onder hoge temperatuur en lage temperatuur, en treksterkte en kruipsterkte zijn superieur aan wolfraam, molybdeen en niobium.

Het toevoegen van renium aan vuurvaste metalen zoals wolfraam, molybdeen en chroom kan de sterkte, plasticiteit en lasbaarheid van het materiaal verbeteren en de taai-brosse overgangstemperatuur en herkristallisatiebrosheid verlagen . W-Re- en Mo-Re-legeringen hebben bijvoorbeeld een goede sterkte en plasticiteit bij hoge temperaturen.

W-Re gelegeerde draad

Rhenium heeft een significant effect op de microstructuur, mechanische eigenschappen, onstabiele fase en eenkristaldefecten van monokristallijne superlegeringen, die de kruipweerstand bij hoge temperatuur van eenkristallegering kunnen verbeteren. Alleen al dit voordeel opent de deur voor rhenium naar de toepassing van vliegtuigen.

Rhenium en vliegtuigmotor

Zoals hierboven vermeld, de toevoeging van rhenium verbetert de sterkte en weerstand tegen hoge temperaturen van de superlegering, en de microstructuur van de eenkristallegering is ook sterk verbeterd.

In de afgelopen jaren zijn mensen geleidelijk begonnen met het gebruik van hoogwaardige eenkristal-superlegeringen om hoogwaardige eenkristal-superlegeringen te produceren en deze toe te passen op de bladen van vliegtuigmotoren , zodat de toepassing in de vliegtuigmotorindustrie 80% van de totale hoeveelheid antimoon heeft bereikt.

Straalmotoren met rhenium

We kunnen de veranderingen in de toepassing ervan op lucht- en ruimtevaartmotoren zien door de toepassing van rhenium in eenkristallegeringen.

De eerste generatie eenkristallegering is rheniumvrij; sommige van de eenkristallegeringen van de tweede generatie begonnen rhenium te gebruiken, zoals de Russische ЖС36, die 2% rhenium gebruikte, en de Amerikaanse CMSX-4 gebruikte 3% rhenium; de eenkristallegering van de derde generatie wordt vertegenwoordigd door ReneN6 en CMSX-10 in de Verenigde Staten, en het rheniumgehalte van de twee soorten is respectievelijk tot 5,6% en 7%; de eenkristallegering van de vierde generatie wordt vertegenwoordigd door TMS-138 en MC-NG in Japan, die respectievelijk 5% renium en 4% renium bevatten; de eenkristallegering van de vijfde generatie wordt vertegenwoordigd door de Japanse TMS-162 en bevat 6% rhenium.

Het toegenomen gebruik vanrhenium impliceert twee belangrijke vorderingen in de turbinemetallurgie:het verbeteren van de prestaties van op nikkel gebaseerde superlegeringen en het produceren van meer uitstekende legeringen voor eenkristalbladen.

Beide technologieën zorgen ervoor dat turbines (met name hogedrukturbines) bij hogere temperaturen kunnen werken. Op deze manier kan de ontwerper de turbinedruk verhogen om de efficiëntie van de operatie te verhogen; of de motor kan de verbranding van de brandstof versnellen, waardoor een grotere stuwkracht wordt gegenereerd.

Conclusie

Bedankt voor het lezen van ons artikel en we hopen dat het je kan helpen om rhenium beter te begrijpen . Als u meer wilt weten over rhenium en andere vuurvaste metalen , kunt u een bezoek brengen aan Geavanceerde vuurvaste metalen (ARM ) voor meer informatie.

Advanced Refractory Metals (ARM), met hoofdkantoor in Lake Forest, Californië, VS, is een toonaangevende fabrikant en leverancier van vuurvaste metalen zoals Tungsten , Molybdeen , Tantaal , Rhenium , Titanium , en Zirkonium . Wij bieden onze klanten hoogwaardige vuurvaste metalen producten tegen een zeer concurrerende prijs.