法律法规网综合消息 超级金属,铼的密度为21.04克/厘米3,熔点为3180℃,沸点为5627℃。晶格类型六角密集。外表与铂同,纯铼质软,有良好的机械*能。溶于稀硝酸或过氧化氢溶液。不溶于盐酸和氢氟酸中。在高温下,与硫的蒸气化合而形成硫化铼ReS2。不与氢、氮作用,但可吸收H2。化合价有3、4、6和7。能被氧化成很安定的七氧化二铼Re2O7,这是铼的特殊*质。
航空发动机是当今世界上最复杂的、多学科集成的工程机械系统之一,核心部件就是单晶叶片,而生产单晶叶片,离不开一种珍贵的稀有金属——铼。在成都航宇超合金技术有限公司,我们见到了单晶叶片生产中最为关键的金属——铼。这是人类发现最晚的天然元素,它在地壳中的含量比所有的稀土元素都小,比钻石更难以获取。如今,中国自己的企业就能生产单晶叶片。航空工业持续发力,正不断缩小着与国际一流发动机的差距。
生产航空发动机“铼”金属是关键
在河北廊坊科技园,一款为无人机和商务机而设计的航空发动机正在进行150小时试车,考核发动机在各种状态下技术*能和可靠*及寿命等综合指标。中国科学院工程热物理所轻型动力实验室主任徐纲介绍道,“这一款涡扇发动机它的耗油率,它的寿命,这些指标都达到了国际先进水平,国内也是个空白,所有的零件都是自主设计,然后自主生产,尤其是像里面的高温的单晶涡轮叶片,实际上就是可以说发动机里面,加工的难点中的难点。”
单晶叶片处于航空发动机中温度最高、应力最复杂、环境最恶劣的部位,是航空产品第一关键零件,它的铸造工艺直接决定了航空发动机的*能。在这台1000公斤推力的发动机中心,核心部件就是眼前这60片单晶叶片。发动机将空气进行压缩之后压入燃烧室,在有限的空间内和燃料发生剧烈燃烧,产生猛烈的燃气喷射流,推动这些叶片高速旋转,让看似单薄的零件迸发出惊人的动力,每一片叶片输出的马力都相当于一台2.0排量的SUV汽车。
而生产单晶叶片,离不开一种珍贵的稀有金属——铼。
中国民营企业攻克难关提取“铼”
在成都航宇超合金技术有限公司,我们见到了单晶叶片生产中最为关键的金属——铼。这是人类发现最晚的天然元素,因为发现者是德国化学家,因此以莱茵河的名称命名为铼。它在地壳中的含量比所有的稀土元素都小,比钻石更难以获取。根据美国地质调查局的报告,全球探明的铼储量仅为2500吨左右,铼的价格跟白金的价格相仿,一克大概需要两三百块钱。
能够提纯铼金属的,是成都航宇超合金技术有限公司的母公司,这是一家上市的矿业公司。2010年,这家公司在其下属的陕西省洛南县黄龙铺钼矿区矿山中斟探到铼,储量达到176吨,约占全球储量的7%,仅次于智利、美国、俄罗斯和哈萨克斯坦。为了找到获得更多的铼金属,成都航宇超合金技术有限公司通过与湖南有*研究院的合作,用一年多的时间攻克了技术难题,实现了铼的提纯。之后,经过曲折的过程,矿业公司董事长张政决定:自己生产用于航空发动机的单晶涡轮叶片。
发动机单晶叶片国内首次实现量产
2012年起,张政的公司通过国家海外高层次人才引进计划,也就是“千人计划”,先后成功地引进了2位海外顶尖专家,同时又通过“四川省千人计划”“成都人才计划”,搭建起自己的专业团队。为了能够早日投产,厂房建设和设备购置同步进行。
2015年7月22日,成都航宇第一批产品出炉,合格率一鸣惊人。2016年,国际权威第三方检测机构出具的检测报告表明,成都航宇超合金技术有限公司送检的单晶叶片在高温拉伸*能、高温持久*能等方面的测试结果均符合欧美标准。成都航宇也成为国内首家单晶叶片成品率达到量产水准的企业。
应用介绍:
金属铼及其合金可制自来水笔尖和高温热电偶,在醇类脱氢、合成氨和由二氧化硫制三氧化硫中做催化剂。含钨 90%、钒 1%、铼 9%的合金可耐高温。由于铼的存在分散,价格昂贵,实际应用尚有待开发。
由于价格昂贵,直到1950年才由实验室珍品变为重要的新兴金属材料。铼广泛用于现代工业各部门,主要用作石油工业和汽车工业催化剂,石油重整催化剂,电子工业和航天工业用铼合金等。
1、铼主要用作石油工业的催化剂。
2、铼具有很高的电子发射*能,广泛应用于无线电、电视和真空技术中。
3、铼具有很高熔点,是一种主要的高温仪表材料。同时含铼合金也用于航空发动机耐热部件的制造,全球约80%的铼用于生产航空发动机。[3]
高纯铼粉
高纯铼粉
4、铼和铼的合金还可作电子管元件和超高温加热器以蒸发金属。
5、钨铼热电偶在3100℃也不软化,钨或钼合金中加25%的铼可增加延展*能。铼在火箭、导弹上用作高温涂层用,宇宙飞船用的仪器和高温部件如热屏蔽、电弧放电、电接触器等都需要铼。
6、金属铼及其合金可制自来水笔尖和高温热电偶。在醇类脱氢、合成氨等化工中作催化剂。含铼的合金可耐高温。由于铼的存在分散,价格昂贵,实际应用尚待开发。还用来制造电灯丝、人造卫星和火箭的外壳、原子反应堆的防护板等。
铼效应
铼能够同时提高钨、钼、铬的强度和塑*,人们把这种现象称为“铼效应”。添加少量(3%~5%)的铼能够使钨的再结晶起始温度升高300℃~500℃———铼(Re)的上述作用被称为铼效应W-Re和Mo-Re合金具有良好的高温强度和塑*,可加工成板、片、线、丝、棒,用于航天、航空的高温结构件(喷口、喷管、防热屏等)、弹*元件及电子元件等。
铼 (Re)对单晶高温合金显微组织、力学*能、不稳定相及单晶缺陷等的影响,并指出了今后的研究方向。