내화 금속 레늄 개요

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내화성 금속 레늄 개요

인류가 발견한 가장 최근의 자연 요소입니다. 지각의 10억분의 1에 불과합니다. 그것의 금속 원소는 여러 나라에서 필요한 전략적 매장량 중 하나이다. 그 가격은 금과 다이아몬드의 가격보다 몇 배나 높습니다. 그것은 무엇입니까? 정답은 내화성 금속 레늄입니다. .

내화 금속 레늄

내화성 금속 레늄의 발견

1872년에 러시아의 멘델레예프는 원소 주기 법칙에 따라 자연계에 원자량이 약 190인 발견되지 않은 "망간과 같은" 원소가 있다고 예측했습니다. , 즉 망간, 스트론튬과 유사한 미지의 망간 원소입니다.

그 이후로 과학자들은 망간 광석, 백금 광석 및 세륨 광석(스트론튬 및 바륨 광물)과 같은 망간과 유사한 원소를 가진 광물에서 이 원소를 검색했지만, 성과가 없었습니다.

1925년 9월 5일까지 뉘른베르크에 있는 독일 화학자 연맹에서 독일의 지구 화학자 Nordak과 Taikai는 X-스펙트럼을 사용하여 대규모의 새로운 원소를 발견했다고 공개적으로 발표했습니다. 광물 및 암석 농축물의 농도. 이것은 마침내 이 신비한 원소인 레늄의 베일을 드러냅니다.

레늄

이화학적 특성

내화 금속 r 헤늄 밀도 21.04g/cm3, 융점 3180℃, 끓는점 5627℃를 갖는 금속 원소이다. 격자형은 밀집된 육각형 구조이다. 순수한 법랑은 부드러운 질감과 백금과 같은 외관을 가지고 있으며 기계적 물성이 우수합니다.

레늄 묽은 질산 또는 과산화수소 용액에 용해되고 염산 및 불산에는 용해되지 않습니다. 레늄 원소의 원자가는 3, 4, 6 및 7입니다. 고온에서 황 증기와 결합하여 황화루테늄 ReS2를 형성합니다. 이 ReS2는 수소 또는 질소와 상호 작용하지 않지만 H2를 흡수합니다. 그것은 매우 안정적인 헵타옥사이드(Re2O7)로 산화될 수 있습니다.

내화 금속 레늄

채굴 및 추출 내화성 금속 레늄

레늄이 발견된 지 한 세기가 지났지만 여전히 대부분의 사람들에게 생소한 요소입니다. 그것은 거의 마지막으로 발견된 자연 원소인 화학 원소 주기율표에서 눈에 띄지 않게 75위입니다. 그렇다면 왜 이렇게 늦게 발견되었을까요?

알아보니 레늄 지구 지각의 10억분의 1에 불과하고 모든 희토류 원소보다 적은 매우 희귀하고 분산된 원소입니다. 현재 세계 레늄 매장량은 약 2,500톤에 불과하다. 대조적으로, 티타늄 자원의 세계적으로 입증된 매장량은 약 20억 톤입니다.

지각 지각의 각 요소 내용

대부분의 레늄 몰리브덴, 구리, 납, 아연, 백금과 같은 다른 금속 광물과만 관련이 있습니다. , 니오븀 등이 드물게 분산된 상태로 존재합니다. 지금까지 비스무트 광석(ReS2)과 구리 비스무트 황화물(CuReS4)이 소량 발견되었으며 매장량이 매우 적습니다.

레늄 크기 일반적으로 매장량이 많지 않고 독립 채굴 비용이 매우 높아 경제적 가치가 매우 낮습니다. 따라서 독립적으로 채굴되는 레늄 광산은 거의 없습니다.

산업화된 레늄 생산은 일반적으로 주요 금속 광물을 채굴할 때 부산물 형태로 분리 및 회수됩니다. 소량의 레늄은 특정 구리, 백금, 안티몬 또는 sphalerites에서 그을음 및 폐기물의 제련에서 회수될 수 있습니다. 가장 중요한 방법은 몰리브덴의 포괄적인 개발입니다.

몰리브덴 정광의 레늄 함량은 일반적으로 100~300만분의 1인 반면, 몰리브덴 정광에 함유된 레늄의 양은 반암 구리 보증금은 1.6 ‰에 도달할 수 있습니다. .

몰리브덴 생산 중 , 굴리브덴 제련의 연도 먼지와 폐액을 조심스럽게 수집하고 전극 전위가 높고 산화성이 강한 H2O2를 산화제로 선택하여 레늄의 저가 산화물을 Re2O7로 산화시킵니다. 또한 황화물을 HReO4로 산화시킵니다.

이 두 루테늄 화합물은 모두 물에 쉽게 용해되며, 이로부터 소량의 Re2O7을 얻은 다음 KCl을 첨가하여 레늄 분말 수소 환원 또는 수용액 전기 분해에 의해 분말 야금에 의해 재료로 가공됩니다.

레늄 분말

마법의 레늄 효과

Rhenium은 이처럼 중요한 전략적 의미를 가지고 있으며, 채굴 및 추출의 어려움 외에도 우수한 특성이 더 본질적인 이유입니다. 레늄 금속 또는 레늄 화합물의 이러한 특성은 "레늄 효과 ". 레늄의 마법 효과를 살펴보겠습니다. .

1. 우수한 촉매 기능

레늄 많은 화학 반응에 대해 고도로 선택적인 촉매 기능을 가지므로 주로 석유 산업에서 고옥탄가 가솔린을 합성하는 촉매로 사용됩니다. 세계에서 이 측면의 소비는 전체 레늄 소비의 60% 이상을 차지했습니다. 미국과 독일도 자동차 배기가스 정화용 레늄 필터 제조 기술 특허를 획득했다.

2. 높은 전자 방출

레늄 전자 방출 성능이 높으며 라디오, 텔레비전 및 진공 기술에 널리 사용됩니다. 레늄 텅스텐 합금으로 만들어진 튜브 음극의 수명은 텅스텐의 수명보다 100배 더 깁니다.

레늄 또한 전기 계약자의 제조, 특히 내구성이 있는 선박용 영구 자석 발전기 접촉기의 제조에 사용됩니다.

3. 우수한 합금 개선

레늄 자체가 가소성이 좋고 고온 및 저온 조건에서 취성이 없으며 인장 강도 및 Creep 강도가 텅스텐, 몰리브덴, 니오븀보다 우수합니다.

텅스텐, 몰리브덴 및 크롬과 같은 내화 금속에 레늄을 추가하면 재료의 강도, 가소성 및 용접성을 향상시키고 연성-취성 전이 온도 및 재결정화 취성을 낮출 수 있습니다. . 예를 들어, W-Re 및 Mo-Re 합금은 고온 강도와 가소성이 우수합니다.

W-Re 합금 와이어

레늄 단결정 초합금의 미세 구조, 기계적 특성, 불안정한 상 및 단결정 결함에 중요한 영향을 미치므로 단결정 합금의 고온 크리프 저항을 향상시킬 수 있습니다. 이러한 이점만으로도 레늄이 비행기에 적용할 수 있는 가능성이 열립니다.

레늄 및 에어로 엔진

위에서 언급했듯이 rhenium 초합금의 강도와 고온 저항을 향상시키고 단결정 합금의 미세 구조도 크게 개선합니다.

최근 몇 년 동안 사람들은 점차 고성능 단결정 초합금을 사용하여 고성능 단결정 초합금을 생산하고 항공기 엔진의 블레이드에 적용하기 시작했습니다. , 그래서 항공 엔진 산업에 있는 응용 프로그램은 안티몬 총량의 80%에 도달했습니다.

레늄이 장착된 제트 엔진

단결정 합금에 레늄을 적용하는 것으로부터 항공우주 엔진에 대한 적용의 변화를 볼 수 있습니다.

1세대 단결정 합금은 레늄이 없습니다. 일부 2세대 단결정 합금은 2% 레늄을 사용하는 러시아 ЖС36과 같은 레늄을 사용하기 시작했고 미국 CMSX-4는 3% 레늄을 사용했습니다. 3세대 단결정 합금은 미국에서 ReneN6 및 CMSX-10으로 대표되며 두 등급의 레늄 함량은 각각 최대 5.6% 및 7%입니다. 4세대 단결정 합금은 일본의 TMS-138과 MC-NG로 대표되며, 각각 레늄 5%와 레늄 4%를 함유하고 있습니다. 5세대 단결정 합금은 일본의 TMS-162로 대표되며 6%의 레늄을 포함합니다.

레늄 사용 증가 이는 터빈 야금의 두 가지 주요 발전을 의미합니다. 즉 니켈 기반 초합금의 성능을 개선하고 단결정 블레이드를 위한 보다 우수한 합금을 생산하는 것입니다.

이 두 가지 기술을 통해 터빈(특히 고압 터빈)이 더 높은 온도에서 작동할 수 있습니다. 이러한 방식으로 설계자는 터빈 압력을 높여 작업 효율성을 높일 수 있습니다. 또는 엔진이 연료 연소 속도를 높여 더 큰 추력을 생성할 수 있습니다.

결론

기사를 읽어주셔서 감사하며 레늄을 더 잘 이해하는 데 도움이 되기를 바랍니다. . 레늄 및 기타 내화 금속에 대해 더 알고 싶다면 , 고급 내화 금속을 방문할 수 있습니다. (암 ) 자세한 내용은

를 참조하십시오.

미국 캘리포니아주 레이크 포레스트에 본사를 둔 ARM(Advanced Refractory Metals)은 텅스텐과 같은 내화 금속의 선두 제조업체 및 공급업체입니다. , 몰리브덴 , 탄탈륨 , 레늄 , 티타늄 및 지르코늄 . 우리는 매우 경쟁력 있는 가격으로 고품질 내화 금속 제품을 고객에게 제공합니다.