高融点金属レニウムの概要
高融点金属レニウムの概要
これは、人類によって発見された最新の自然の要素です。地殻の10億分の1にすぎません。その金属元素は、さまざまな国で必要な戦略的備蓄の1つです。その価格は金やダイヤモンドの何倍も高い…それは何ですか？答えは高融点金属レニウムです 。
高融点金属レニウムの発見
1872年には、ロシアのメンデレーエフは、元素サイクルの法則に従って、原子量が約190の未発見の「マンガンのような」元素が自然界に存在すると予測していました。 、つまり、マンガンやストロンチウムに似た未知のマンガン元素です。
それ以来、科学者たちはマンガン鉱石、白金鉱石、セリウム鉱石（ストロンチウムとバリウムの鉱物）など、マンガンの類似元素を含む鉱物からこの元素を検索してきましたが、彼らは無益でした。
1925年9月5日まで、ニュルンベルクのドイツ化学者連盟で、ドイツの地球化学者NordakとTaikaiは、Xスペクトルを使用してこの新しい要素を大規模なものから発見したと発表しました。鉱物と岩石濃縮物の濃度。これにより、この神秘的な元素であるレニウムのベールがついに明らかになります。
物理化学的特性
高融点金属r ヘニウム は、密度21.04 g / cm3、融点3180°C、沸点5627°Cの金属元素です。格子型は最密六方晶構造です。純粋なエナメルは、柔らかな質感とプラチナと同じ外観を持ち、優れた機械的特性を備えています。
レニウム 希硝酸または過酸化水素水に可溶、塩酸およびフッ化水素酸に不溶。レニウム元素の原子価は3、4、6、および7です。高温では、硫黄の蒸気と結合して硫化ルテニウムReS2を形成します。これは、水素や窒素とは相互作用しませんが、H2を吸収します。酸化して非常に安定した七酸化物（Re2O7）にすることができます。
マイニングと抽出 高融点金属レニウム
レニウムが発見されてから1世紀が経ちましたが、それでもほとんどの人にとって奇妙な要素です。化学元素の周期表で目立たない75位にランクされており、これはほぼ最後に発見された天然元素です。では、なぜそんなに遅く発見されたのですか？
レニウムであることがわかりました は非常に希少で分散した元素であり、地殻の10億分の1にすぎず、すべての希土類元素よりも少ないです。現在、世界のレニウムの確認埋蔵量はわずか約2,500トンです。対照的に、チタン資源の世界の確認埋蔵量は約20億トンです。
ほとんどのレニウム モリブデン、銅、鉛、亜鉛、プラチナなどの他の金属鉱物にのみ関連しています 、まばらに分散した状態のニオブなど。これまでのところ、少量のビスマス鉱石（ReS2）と硫化銅ビスマス（CuReS4）しか発見されておらず、埋蔵量は非常に少ないです。
レニウムのスケール 鉱床は一般的に大きくなく、独立した採掘のコストは非常に高く、その結果、経済的価値は非常に低くなります。したがって、独立して採掘されるレニウム鉱山はほとんどありません。
工業化されたレニウムの生産は、一般的に、主要な金属鉱物が採掘されるときに副産物の形で分離され、回収されます。少量のレニウムは、特定の銅、プラチナ、アンチモン、または閃亜鉛鉱の煤や廃棄物の製錬から回収できます。最も重要な方法は輝水鉛鉱の包括的な開発です。
モリブデン精鉱中のレニウムの含有量は一般に1万から3万の間ですが、斑岩銅鉱床から選択されたモリブデン精鉱に含まれるレニウムの量は鉱床は 1.6‰に達する可能性があります 。
モリブデンの製造中 、精錬モリブデンの煙道ダストと廃液を注意深く集め、レニウムの低原子酸化物をRe2O7に酸化する酸化剤として、電極電位が高く酸化性の強いH2O2を選択します。また、硫化物をHReO4に酸化します。
これらのルテニウム化合物はどちらも水に溶けやすく、そこから少量のRe2O7を取得し、KClを添加してレニウム粉末> 水素還元または水溶液電解によって、粉末冶金によって材料に加工されます。
魔法のレニウム効果
レニウムは、採掘と抽出が難しいことに加えて、その優れた特性に加えて、非常に重要な戦略的重要性を持っています。レニウム金属またはレニウム化合物のこれらの特性は、「レニウム効果」と呼ぶことができます。 」。 レニウムの魔法の効果を見てみましょう 。
1。優れた触媒機能
レニウム 多くの化学反応に対して選択性の高い触媒機能を持っているため、主に石油産業で高オクタン価ガソリンを合成するための触媒として使用されます。世界では、この側面の消費量がレニウムの総消費量の60％以上を占めています。米国とドイツは、自動車の排気ガスを浄化するためのレニウムフィルターを製造するための特許技術も取得しています。
2。高電子放出
レニウム 高い電子放出性能を持ち、ラジオ、テレビ、真空技術で広く使用されています。レニウムタングステン合金製の真空管陰極の寿命は、タングステンの100倍です。
レニウム 電気工事請負業者の製造、特に耐久性のある船舶用永久磁石発電機の接触器の製造にも使用されています。
3。優れた合金の改善
レニウム それ自体は良好な可塑性を持ち、高温および低温条件下での脆性がなく、引張強度およびクリープ強度は、タングステン、モリブデン、およびニオブよりも優れています。
タングステン、モリブデン、クロムなどの高融点金属にレニウムを添加すると、材料の強度、可塑性、溶接性が向上し、延性-脆性遷移温度と再結晶脆性が低下します。 。たとえば、W-ReおよびMo-Re合金は、優れた高温強度と可塑性を備えています。
W-Re合金ワイヤー
レニウム 単結晶超合金の微細構造、機械的性質、不安定相、単結晶欠陥に大きな影響を与え、単結晶合金の高温耐クリープ性を高めることができます。この利点だけでも、飛行機の用途へのレニウムへの扉が開かれます。
レニウムと航空エンジン
上記のように、レニウムの追加 超合金の強度と耐熱性が向上し、単結晶合金の微細構造も大幅に向上します。
近年、人々は徐々に高性能単結晶超合金を使用して高性能単結晶超合金を製造し、それらを航空エンジンのブレードに適用し始めています。 、その結果、航空エンジン業界でのアプリケーションは、アンチモンの総量の80％に達しました。
単結晶合金へのレニウムの適用による航空宇宙エンジンへの適用の変化を見ることができます。
第1世代の単結晶合金はレニウムを含みません。 2％のレニウムを使用したロシアのЖС36や3％のレニウムを使用したUS CMSX-4など、一部の第2世代単結晶合金はレニウムを使用し始めました。第3世代の単結晶合金は、米国ではReneN6とCMSX-10に代表され、2つのグレードのレニウム含有量はそれぞれ最大5.6％と7％です。第4世代の単結晶合金は、日本ではTMS-138とMC-NGに代表され、それぞれ5％のレニウムと4％のレニウムを含んでいます。第5世代の単結晶合金は、日本のTMS-162に代表され、6％のレニウムを含んでいます。
レニウムの使用の増加 タービン冶金における2つの主要な進歩を意味します。ニッケルベースの超合金の性能を改善することと、単結晶ブレード用のより優れた合金を製造することです。
これらのテクノロジーはどちらも、タービン（特に高圧タービン）をより高い温度で動作させることができます。このようにして、設計者はタービン圧力を上げて運転の効率を上げることができます。または、エンジンが燃料の燃焼を加速し、それによってより大きな推力を生成することができます。
結論
記事をお読みいただきありがとうございます。レニウムをよりよく理解するのに役立つことを願っています。 。レニウムやその他の高融点金属についてもっと知りたい場合 、高度な高融点金属にアクセスできます （ ARM ）詳細については。
米国カリフォルニア州レイクフォレストに本社を置くAdvanced Refractory Metals（ARM）は、タングステンなどの高融点金属の大手メーカーおよびサプライヤーです。 、モリブデン 、タンタル 、レニウム 、チタン 、およびジルコニウム 。私たちはお客様に高品質の高品質の高融点金属製品を非常に競争力のある価格で提供します。
金属