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Übersicht über das feuerfeste Metall Rhenium


Übersicht über das feuerfeste Metall Rhenium

Es ist das neueste natürliche Element, das von der Menschheit entdeckt wurde; es ist nur ein Teil pro Milliarde in der Erdkruste; sein Metallelement ist eine der notwendigen strategischen Reserven verschiedener Länder; sein Preis ist um ein Vielfaches höher als der von Gold und Diamanten… Was ist das? Die Antwort ist das feuerfeste Metall Rhenium .

Rhenium aus feuerfestem Metall

Entdeckung des feuerfesten Rheniums

Schon 1872 sagte der Russe Mendelejew nach dem Elementarzyklusgesetz voraus, dass es in der Natur ein unentdecktes „manganähnliches“ Element mit einem Atomgewicht von etwa 190 . gibt , d. h. ein unbekanntes Manganelement, das Mangan und Strontium ähnlich ist.

Seitdem suchen Wissenschaftler nach diesem Element in Mineralien mit ähnlichen Elementen wie Mangan, wie Manganerz, Platinerz und Ceriumerz (Mineralien von Strontium und Barium), aber sie waren fruchtlos.

Bis zum 5. September 1925 gaben die deutschen Geochemiker Nordak und Taikai beim Deutschen Chemikerbund in Nürnberg öffentlich bekannt, dass sie das X-Spektrum nutzen, um dieses neue Element aus einem großen Konzentration von Mineralien und Gesteinskonzentraten. Dies enthüllt endlich den Schleier dieses mysteriösen Elements – Rhenium.

Rhenium

Physikochemische Eigenschaften

Feuerfestes Metall r Henium ist ein Metallelement mit einer Dichte von 21,04 g/cm3, einem Schmelzpunkt von 3180 °C und einem Siedepunkt von 5627 °C. Sein Gittertyp ist eine dicht gepackte hexagonale Struktur. Das reine Email hat eine weiche Textur und das gleiche Aussehen wie Platin und hat gute mechanische Eigenschaften.

Rhenium ist löslich in verdünnter Salpetersäure oder Wasserstoffperoxidlösung, unlöslich in Salzsäure und Flusssäure; die Wertigkeit der Rheniumelemente beträgt 3, 4, 6 und 7. Bei hohen Temperaturen verbindet es sich mit dem Schwefeldampf zu Rutheniumsulfid ReS2, das nicht mit Wasserstoff oder Stickstoff wechselwirkt, sondern H2 absorbiert; es kann zu einem sehr stabilen Heptaoxid (Re2O7) oxidiert werden.

Rhenium aus feuerfestem Metall

Mining and Extraction Of The  Rhenium aus feuerfestem Metall

Es ist ein Jahrhundert her, dass Rhenium entdeckt wurde, aber es ist für die meisten Menschen immer noch ein seltsames Element. Es steht unauffällig auf Platz 75 im Periodensystem des chemischen Elements, das fast das letzte entdeckte natürliche Element ist. Warum wurde es dann so spät entdeckt?

Es stellt sich heraus, dass Rhenium ist ein sehr seltenes und verstreutes Element, das nur einen Teil pro Milliarde in der Erdkruste vorkommt und weniger als alle Seltenerdelemente. Derzeit betragen die nachgewiesenen Reserven des Weltrheniums nur etwa 2.500 Tonnen. Im Gegensatz dazu betragen die weltweit nachgewiesenen Reserven an Titanressourcen etwa 2 Milliarden Tonnen.

Der Inhalt jedes Elements in der Erdkruste

Die meisten Rhenium wird nur mit anderen Metallmineralien wie Molybdän, Kupfer, Blei, Zink, Platin in Verbindung gebracht , Niob, etc. in einem spärlich dispergierten Zustand. Bisher wurden nur geringe Mengen an Wismuterz (ReS2) und Kupfer-Wismutsulfid (CuReS4) gefunden, und die Reserven sind sehr gering.

Die Skala des Rheniums Die Lagerstätten sind im Allgemeinen nicht groß, und die Kosten für den unabhängigen Abbau sind extrem hoch, was zu einem äußerst geringen wirtschaftlichen Wert führt. Daher gibt es nur wenige Rheniumminen, die unabhängig abgebaut werden.

Die industrielle Rheniumproduktion wird im Allgemeinen abgetrennt und in Form von Nebenprodukten zurückgewonnen, wenn das Hauptmetallmineral abgebaut wird. Eine kleine Menge Rhenium kann aus dem Schmelzen von Ruß und Abfällen in bestimmten Kupfer-, Platin-, Antimon- oder Sphaleriten gewonnen werden. Der wichtigste Weg ist die umfassende Entwicklung von Molybdänit.

Der Rheniumgehalt im Molybdänkonzentrat liegt im Allgemeinen zwischen einem Hunderttausendstel und einem Dreihunderttausendstel, während die im Molybdänkonzentrat enthaltene Rheniummenge aus dem Porphyr-Kupfer ausgewählt ist Einzahlung kann 1.6 ‰ . erreichen .

Im Prozess der Herstellung von Molybdän , sorgfältig den Flugstaub und die Abfallflüssigkeit des Schmelzmolybdäns sammeln und H2O2 mit hohem Elektrodenpotential und starker Oxidationseigenschaft als Oxidationsmittel auswählen, um das niedervalente Rheniumoxid zu Re2O7 zu oxidieren. Es oxidiert auch das Sulfid zu HReO4.

Beide dieser Rutheniumverbindungen sind in Wasser gut löslich, aus dem eine kleine Menge Re2O7 gewonnen und dann KCl hinzugefügt wird, um ein Rheniumpulver durch Wasserstoffreduktion oder wässrige Lösungselektrolyse und pulvermetallurgisch zu einem Material verarbeitet.

Rheniumpulver

Magischer Rhenium-Effekt

Rhenium hat eine so wichtige strategische Bedeutung, neben seiner Schwierigkeit beim Abbau und der Gewinnung sind der wesentliche Grund seine hervorragenden Eigenschaften. Diese Eigenschaften von Rheniummetall oder Rheniumverbindungen können als „Rheniumeffekt . bezeichnet werden “. Werfen wir einen Blick auf die magische Wirkung von Rhenium .

1. Ausgezeichnete katalytische Funktion

Rhenium hat eine hochselektive katalytische Funktion für viele chemische Reaktionen und wird daher hauptsächlich als Katalysator für die Erdölindustrie zur Synthese von Benzin mit hoher Oktanzahl verwendet. Weltweit macht der Verbrauch dieses Aspekts mehr als 60 % des gesamten Rheniumverbrauchs aus. Die Vereinigten Staaten und Deutschland haben auch die patentierte Technologie zur Herstellung von Rheniumfiltern zur Reinigung von Autoabgasen erworben.

2. Hohe Elektronenemission

Rhenium hat eine hohe Elektronenemissionsleistung und wird häufig in der Radio-, Fernseh- und Vakuumtechnologie verwendet. Die Lebensdauer der Röhrenkathode aus Rhenium-Wolfram-Legierung ist 100-mal länger als die von Wolfram.

Rhenium wird auch bei der Herstellung von Elektroinstallateuren verwendet, insbesondere bei der Herstellung von Permanentmagnet-Generatorschützen für Schiffsschiffe, die langlebig sind.

3. Ausgezeichnete Legierungsverbesserung

Rhenium selbst hat eine gute Plastizität, keine Sprödigkeit unter Hochtemperatur- und Niedertemperaturbedingungen, und Zugfestigkeit und Kriechfestigkeit sind Wolfram, Molybdän und Niob überlegen.

Die Zugabe von Rhenium zu hochschmelzenden Metallen wie Wolfram, Molybdän und Chrom kann die Festigkeit, Plastizität und Schweißbarkeit des Materials verbessern und die Duktil-Spröde-Übergangstemperatur sowie die Rekristallisationssprödigkeit senken . Zum Beispiel haben W-Re- und Mo-Re-Legierungen eine gute Hochtemperaturfestigkeit und Plastizität.

W-Re-Legierungsdraht

Rhenium hat einen signifikanten Einfluss auf die Mikrostruktur, die mechanischen Eigenschaften, die instabile Phase und Einkristalldefekte der Einkristall-Superlegierung, was die Hochtemperatur-Kriechfestigkeit von Einkristalllegierungen verbessern kann. Allein dieser Vorteil öffnet Rhenium die Tür zur Anwendung in Flugzeugen.

Rhenium und Aero Engine

Wie oben erwähnt, die Zugabe von Rhenium verbessert die Festigkeit und Hochtemperaturbeständigkeit der Superlegierung, und die Mikrostruktur der Einkristalllegierung wird ebenfalls stark verbessert.

In den letzten Jahren haben die Menschen nach und nach damit begonnen, Hochleistungs-Einkristall-Superlegierungen zu verwenden, um Hochleistungs-Einkristall-Superlegierungen herzustellen und sie auf die Laufschaufeln von Flugzeugtriebwerken aufzubringen , so dass die Anwendung in der Triebwerksindustrie 80 % der Gesamtmenge an Antimon erreicht hat.

Jet-Triebwerke mit Rhenium

Wir können die Änderungen bei der Anwendung von Rhenium in Einkristalllegierungen auf Luft- und Raumfahrtmotoren sehen.

Einkristalllegierungen der ersten Generation sind Rhenium-frei; einige der Einkristalllegierungen der zweiten Generation begannen, Rhenium zu verwenden, wie die russische ЖС36, die 2 % Rhenium verwendet, und die US-amerikanische CMSX-4 verwendet 3 % Rhenium; die Einkristalllegierung der dritten Generation wird in den Vereinigten Staaten durch ReneN6 und CMSX-10 repräsentiert, und der Rheniumgehalt der beiden Qualitäten beträgt bis zu 5,6% bzw. 7%; die Einkristalllegierung der vierten Generation wird in Japan durch TMS-138 und MC-NG repräsentiert, die 5 % Rhenium bzw. 4 % Rhenium enthalten; die Einkristalllegierung der fünften Generation wird durch Japans TMS-162 repräsentiert und enthält 6% Rhenium.

Der vermehrte Gebrauch von Rhenium impliziert zwei große Fortschritte in der Turbinenmetallurgie:die Verbesserung der Leistung von Superlegierungen auf Nickelbasis und die Herstellung exzellenterer Legierungen für Einkristallschaufeln.

Beide Technologien ermöglichen den Betrieb von Turbinen (insbesondere Hochdruckturbinen) bei höheren Temperaturen. Auf diese Weise kann der Konstrukteur den Turbinendruck erhöhen, um die Effizienz des Betriebs zu erhöhen; oder das Triebwerk kann die Verbrennung des Kraftstoffs beschleunigen und dadurch mehr Schub erzeugen.

Schlussfolgerung

Vielen Dank, dass Sie unseren Artikel gelesen haben und hoffen, dass er Ihnen helfen kann, Rhenium besser zu verstehen . Wenn Sie mehr über Rhenium und andere feuerfeste Metalle erfahren möchten , besuchen Sie Advanced Refractory Metals (ARM ) für weitere Informationen.

Advanced Refractory Metals (ARM) mit Hauptsitz in Lake Forest, Kalifornien, USA, ist ein führender Hersteller und Lieferant von hochschmelzenden Metallen wie Wolfram , Molybdän ,Tantal , Rhenium , Titan , und Zirkonium . Wir bieten unseren Kunden hochwertige Refraktärmetallprodukte zu einem sehr wettbewerbsfähigen Preis.


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