A rénium, amelynek alkalmazását az alábbiakban tárgyaljuk, a kémiai periódusos rendszer 75 (Re) atomi indexű eleme. Az anyag neve a németországi Rajna folyóból származik. A fém felfedezésének éve 1925. Az első jelentős mennyiségű anyagot 1928-ban szerezték be. Ez az elem az utolsó stabil izotóppal rendelkező analóghoz tartozik. A rénium önmagában egy fehér árnyalatú fém, por tömege fekete. Az olvadáspont és a forráspont +3186 és +5596 Celsius fok között van. Paramágneses tulajdonságokkal rendelkezik.

Sajátosságok

A rénium alkalmazása kivételes paraméterei és magas költsége miatt nem annyira elterjedt. +300 °C-on a fém aktívan oxidációnak indul, melynek folyamata a további hőmérséklet-emelkedéstől függ. Ez az elem stabilabb, mint a volfrám, gyakorlatilag nem lép kölcsönhatásba hidrogénnel és nitrogénnel, csak adszorpciót biztosít.

Melegítéskor reakció figyelhető meg klórral, brómmal és fluorral. A rénium nem csak salétromsavban oldódik, és a higannyal kölcsönhatásba lépve amalgám képződik. A hidrogén-peroxid vizes összetételével való reakció réniumsav képződését okozza. Ez az egyetlen elem a tűzálló fémek között, amely nem képez karbidokat. A rénium felhasználása nem vesz részt a biokémiában. Kevés információ áll rendelkezésre minden lehetséges hatásáról. A megbízható tények között - toxicitás és toxicitás az élő szervezetekre.

Bányászati

A rénium rendkívül ritka fém. A természetben leggyakrabban volfrámmal és molibdénnel kombinálva fordul elő. Ezenkívül a táblázatban szereplő szomszédok ásványi lelőhelyeiben szennyeződések vannak jelen. A réniumot túlnyomórészt molibdénlerakódásokból bányászják, ehhez kapcsolódó extrakcióval.

Ezenkívül a szóban forgó elemet a dzhezkazganitból, egy nagyon ritka természetes ásványból nyerik ki, amely a lelőhely közelében található kazah településről kapta a nevét. A rénium piritből, cirkóniumból, kolumbitból is izolálható.

A fém elhanyagolható koncentrációban van szétszórva az egész világon. Az ismert bányászati ​​helyek között található, ahol jelentős mennyiségben található, az oroszországi Kuril. A lelőhelyet 1992-ben fedezték fel. Itt a fém a molibdénhez (ReS 2) hasonló szerkezet formájában jelenik meg.

A bányászatot egy alvó vulkán tetején található kis platformon végzik. Ott termikus rugók működnek, ami a lelőhely bővülését jelzi, amely az előzetes becslések szerint évente mintegy 37 tonna ebből a fémből bocsát ki.

A második a termelés szempontjából a rénium lelőhely, amely alkalmas az elem ipari kitermelésére. Finnországban található, és Hiturának hívják. Ott a fémet egy másik ásványból - tarkyanitból - vonják ki.

Nyugta

A réniumot az elsődleges nyersanyagok feldolgozásával nyerik, amelyek kezdetben alacsony százalékban tartalmazzák ezt az anyagot. Leggyakrabban az elemet réz- és molibdén-szulfidokból vonják ki. A réniumötvözetek pirometallurgikus hatásnak vannak kitéve, amelyet olvasztott, átalakított és pörkölő ércekkel való munka során használnak.

A túl magas olvadási hőmérséklet lehetővé teszi a Re-207 előállítását, amelyet speciális csapdázóberendezések tartanak vissza. Előfordul, hogy az elem egy része kiégetés után koromba rakódik. Ebből az anyagból hidrogén segítségével tiszta anyagot nyerhetünk. Ezután a kapott por alakú anyagot közvetlenül rénium tömbökbe olvasztják. Az érc felhasználása a szóban forgó elem kinyerésére az üledék megjelenésével jár együtt. Ennek a készítménynek a további átalakítása lehetővé teszi a rénium izolálását bizonyos gázoknak való kitettséggel.

Technológiai pontok

A rénium tulajdonságainak és a kénsav felhasználásának köszönhetően a gyártás során elérhető a kívánt koncentráció. Speciális tisztítási eljárásokon átmenve lehetséges a tiszta elem izolálása az ércből.

Ez a módszer nem túl produktív, a tiszta termék hozama nem haladja meg a 65%-ot. Ez a mutató az érc fémtartalmától függően változik. Ennek alapján rendszeresen tudományos kutatásokat végeznek a fejlettebb és alternatív termelési módszerek azonosítása érdekében.

A modern technológiák lehetővé teszik a mesterségesen előállított rénium tulajdonságainak optimalizálását. Ez az oldat lehetővé teszi vizes oldat használatát a savas oldat helyett. Ez lehetővé teszi a tisztítás során lényegesen több tiszta fém befogását.

Alkalmazás

Először is vegye figyelembe a kérdéses elem főbb jellemzőit, amelyek miatt különösen nagyra értékelik:

• Infuzibilitás.
• Minimális korrózióérzékenység.
• Nincs deformáció vegyszerek és savak hatására.

Mivel ennek a fémnek az ára rendkívül magas, főleg ritka esetekben használják. Ennek az elemnek a fő alkalmazási területe a hőálló ötvözetek gyártása különféle fémekkel, amelyeket rakéták gyártásában és a repülési iparban használnak. A réniumot általában szuperszonikus vadászgépek pótalkatrészeinek gyártására használják. Az ilyen kompozíciók legalább 6% fémet tartalmaznak.

Egy ilyen forrás gyorsan a sugárhajtású egységek létrehozásának fő eszközévé vált. Ezzel egy időben az anyagot katonai-stratégiai tartaléknak kezdték tekinteni. A speciálisan biztosított hőpárok lehetővé teszik a hőmérséklet mérését hatalmas tartományokban. A kérdéses elem lehetővé teszi a legtöbb aggregált fém élettartamának meghosszabbítását. Réniumból, melynek felhasználásáról fentebb már szó volt, precíziós berendezésekhez, platinafémekhez, spektrométerekhez, nyomásmérőkhöz is készítenek rugókat.

Pontosabban, rénium bevonatú volfrámot használ. A kémiai hatásokkal szembeni ellenálló képessége miatt ez a fém a savas és lúgos környezet elleni védőbevonatok összetételében található.

A réniumot speciális érintkezők készítésére is használják. Rövidzárlat esetén öntisztuló tulajdonságuk van. A közönséges fémeken oxid marad, ami nem teszi lehetővé az áram áthaladását. Az áram a réniumötvözeteken is áthalad, de nem hagy nyomot maga után. Ebben a tekintetben az ebből a fémből készült érintkezők hosszú élettartamúak.

A rénium felhasználásának legfontosabb szempontja az volt, hogy a rénium felhasználásával olyan katalizátorokat hozzon létre, amelyek elősegítik a benzin üzemanyag bizonyos összetevőinek előállítását. Egy vegyi elem olajtermék-iparban való felhasználásának lehetősége többszörösére növelte keresletét a megfelelő piacon. A világot komolyan érdekli ez az egyedülálló anyag.

Készletek

Megjegyzendő, hogy a világ réniumkészlete legalább 13 ezer tonna csak molibdén- és rézlerakódásokban. Ők a fő forrásai ennek a komponensnek a kohászati ​​iparban. A bolygó teljes réniumának több mint 2/3-a ilyen konfigurációkban található. A fennmaradó harmad másodlagos maradék. Ha az összes tartalékkalkulációt egyetlen nevezőre csökkentjük, akkor legalább háromszáz évre elegendőnek kell lennie. A tudósok számításai során az újrahasznosítást nem vették figyelembe. Hasonló projekteket már régóta dolgoznak ki, némelyikük bevált.

Ár

A legtöbb kategória termékeinek árai a termék elérhetősége és kereslete alapján alakulnak ki. Egy olyan alkatrész, mint a rénium, a világ egyik legdrágább féme, ezért nem minden gyártó engedheti meg magának, bár olyan egyedi tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek lehetővé teszik a drága felhasználás költségeinek ellensúlyozását. Ugyanakkor a rénium olyan paraméterekkel rendelkezik, amelyekkel egyetlen másik fém sem rendelkezik. Tér- és légiközlekedési építmények kialakításához jellemzői ideálisak. Nem meglepő, hogy a rénium ára magas, bár ez az egyedülálló anyagra jellemző összes mutatónak megfelel.

A rénium átlagos ára már 2011-ben grammonként körülbelül 4,5 USD volt. Ezt követően nem volt megfigyelhető az árak csökkenő tendenciája. A végső költség gyakran a fém tisztítási fokától függ. Az anyag ára elérheti a több ezer dollárt és még többet is.

A felfedezés története

Ezt az elemet Ead és Walter Noddack német kémikusok fedezték fel 1925-ben. Kolumbispektrális analízissel végeztek kutatásokat a Siemens and Shake csoport laboratóriumában. Ezt az eseményt követően a német vegyészek nürnbergi találkozóján egy megfelelő jelentést tartottak. Egy évvel később egy tudóscsoport izolálta az első két milligramm réniumot molibdénből.

Viszonylag tiszta formában az elemet csak 1928-ban szerezték be. Egy milligramm anyag előállításához több mint 600 kilogramm norvég molibdént kellett feldolgozni. Ennek a fémnek az ipari gyártása is Németországban kezdődött (1930). A feldolgozó üzemek kapacitása évente mintegy 120 kg fém beszerzését tette lehetővé. Ez akkoriban teljes mértékben kielégítette a rénium iránti igényt az egész világpiacon. Amerikában koncentrált molibdén feldolgozásával 1943-ban állították elő az első ipari 4,5 kg egyedi fémet. Ez az elem volt az utolsó stabil izotóppal felfedezett fém. Minden más korábban felfedezett analóg, beleértve a mesterségesen is, nem rendelkezett hasonló tulajdonságokkal.

Természeti rezervátumok

A mai napig a szóban forgó fém természetes készletei szerint a lelőhelyek listája a következő sorrendben rendezhető:

• Chilei bányák.
• USA.
• Iturup-sziget, amelynek lelőhelye a becslések szerint akár évi 20 tonna (vulkáni gázkitörések formájában).

Az Orosz Föderációban a hidrogén típusú félelem-lelőhelyeket olyan területekként értékelik, ahol a porfírréz és a réz-molibdénércek maximális potenciálja van. Összességében a szakértők előrejelzései szerint az oroszországi rénium lelőhelyek 2900 tonnát tesznek ki (az állam erőforrásának 76%-a). E betétek oroszlánrésze itt található (82%). A tartalékok tekintetében a következő mező a Briketno-Zheltukhinsky-medence a Ryazan régióban.

Eredmény

A rénium egy kémiai elem, amely a ritka fémek csoportjába tartozik, egyedi tulajdonságokkal. Tulajdonságait, kitermelési helyeit, felhasználási területeit fentebb ismertetjük.

A rénium-adagolás hatása a 3A1. számú adalékolt hőálló ötvözet heterofázisú egykristályainak deformációs viselkedésére és mechanikai tulajdonságaira

G.P. Grabovetskaya, Yu.R. Kolobov, V.P. Buntushkin1, E.V. Kozlov2

1 Szilárdsági Fizikai és Anyagtudományi Intézet, Orosz Tudományos Akadémia Szibériai Kirendeltsége, Tomszk, 634021 Oroszország 2 Össz-Oroszország Repülési Anyagok Intézete, Moszkva, 107005 Oroszország 3 Tomszki Állami Építészeti és Építőmérnöki Egyetem, Tomszk, 634003 Oroszország

Az egykristályok szerkezetét és fázisösszetételét pásztázó elektronmikroszkóppal vizsgálták.<001 >ötvözet típusú VKNA. Tanulmányozzuk a réniummal való ötvözés hatását az egykristályok alakváltozási viselkedésére és mechanikai tulajdonságainak hőmérséklet-függésére 293-1373 K hőmérséklet-tartományban A réniummal adalékolt egykristályok deformációs viselkedésének megváltozásának lehetséges fizikai okai kerülnek megvitatásra.<001 >VKNA típusú ötvözetek a 2931 073 K hőmérséklet-tartományban.

A Re-ötvözet hatása adalékolt magas hőmérsékletű Ni3Al-alapú ötvözet heterofázisú egykristályainak deformációs viselkedésére és mechanikai tulajdonságaira

G.P. Grabovetskaya, Yu.R. Kolobov, V.P. Buntushkin és E. V. Kozlov

Az egykristályok szerkezete és fázisösszetétele<001>A VKHA típusú ötvözetből pásztázó elektronmikroszkóppal vizsgálták. Vizsgálták a Re-ötvözet hatását a fent említett egykristályok deformációs viselkedésére és mechanikai tulajdonságainak hőmérséklet-függésére 293-1 373 K hőmérséklet-tartományban. Figyelembe veszik az egykristályok újraötvözetének deformációs viselkedési jellemzőinek megváltoztatásának lehetséges fizikai okait<001>VKHA típusú ötvözet 293-1 073 K hőmérsékleti tartományban.

1. Bemutatkozás

Ígéretes anyagok turbinalapátokhoz

jelenleg vannak hőálló (y + y") nikkelötvözetek poli- és egykristályai, amelyek nagy

-fázis térfogatrésze (3A1 sz. intermetallikus vegyület) szuper-

szerkezet L12. Az ilyen ötvözetek nagy hőállósággal rendelkeznek, és hosszú ideig magas hőmérsékleten működnek. A Na3A1 alapú polikristályos ötvözeteket meglehetősen jól tanulmányozták.

Megállapítást nyert, hogy az ilyen anyagokban a magas hőmérsékletű kúszás során bekövetkező deformációs és törési folyamatok a szemcsehatárokon lokalizálódnak. Ez a szemcsehatár-ék alakú repedések kialakulásához és diffúzióval szabályozott növekedéséhez vezet.

A szemcsehatárok mentén a csúszás egyidejű kialakulásával. A szemcsehatárok hiánya ezen ötvözetek egykristályaiban kiküszöböli a szemcsehatár-folyamatok negatív következményeit, és lehetővé teszi

jelentősen javítja a szóban forgó ötvözetek teljesítményjellemzőit.

A munkák során kimutatták, hogy az (y + y/)-ötvözetek egykristályainak deformációja során, amikor az üzemi csúszórendszerben a nyírófeszültségek elérik a kritikus értéket, az y/y határfelületeken csúszási gócképződés megy végbe. A csúszás először az y-fázisban alakul ki, majd a nagy szilárdságú y"-fázisú részecskék diszlokációkkal történő elvágásával. Ezt követően az alakváltozás növekedésével az y-fázisban is csúszás alakul ki. Ebben az esetben elsősorban a kevésbé erős y-fázisban lokalizálódik. + y")-ötvözet. Az egykristályos (y + y") ötvözetek szilárdságának növelésének másik módja az y- és y7-fázis szilárdsági jellemzőit növelő elemekkel való ötvözés.

© Grabovetskaya G.P., Kolobov Yu.R., Buntushkin V.P., Kozlov E.V., 2004

Ebben a munkában a réniumötvözet hatását vizsgáljuk Ni3Al alapú ötvözet komplexen ötvözött egykristályainak deformációs viselkedésére és mechanikai tulajdonságainak hőmérsékletfüggésére.

2. Anyag és vizsgálati módszer

A vizsgálathoz anyagként egykristályokat használtunk.<001 >Ni3Al alapú ötvözet, amely Cr, Ti, W, Mo, Hf, C elemeket tartalmaz, amelyek összmennyisége nem haladja meg a 14 tömeg%-ot. % (VKNA típusú ötvözet).

Az ötvözet mikroszerkezetét pásztázó (Philips SEM 515) mikroszkóppal vizsgáltuk. A fázisösszetételt röntgendiffrakciós analízissel határoztuk meg DRON-2 berendezésen.

A mechanikai szakítóvizsgálatokat egy modernizált PV-3012M berendezésen végeztük 293-1373 K hőmérséklet-tartományban, 3,3*10-3 s1 sebességgel. A mechanikai teszteléshez szükséges mintákat kettős penge formájában, a munkadarab mérete 10x2,5x1 mm, elektromos szikra módszerrel vágtuk ki. A vizsgálat előtt a minták felületéről mechanikus csiszolással és elektrolitikus polírozással egy kb. 100 μm vastag réteget távolítottak el.

3. A kísérlet eredményei és megvitatása

Szerkezeti vizsgálatok kimutatták, hogy a kezdeti állapotban (1. állapot) egykristályok<001 >ötvözet

A VKNA típus két fázist tartalmaz - y és y7. Az ötvözet zömében szabálytalan alakú, 30-100 μm méretű, y"-fázisú, nagy csapadékok, valamint y7- és y-fázisú lemezek finoman eloszlatott keveréke, több nagyságrendű mikrométer hosszúságú és ~ 1 μm szélességű (1. ábra, a) A fő térfogat az Y-fázisban (-90%), amely Ni3Al alapú szilárd oldat, míg az Y-fázis nagy csapadékainak térfogatrésze. -22%.

Kis mennyiség (kevesebb, mint 2 tömeg%) bevitele az ötvözetbe

a rénium minősége (2-es állapot) a rénium megjelenéséhez vezet

a harmadik fázis egykristályainak térfogata - A1^e. Ennek térfogatrésze azonban nem haladja meg a 0,5%-ot. Az anyag nagy részét még mindig a γ7 fázis foglalja el (-75%). Ugyanakkor a γ7 fázis nagy szegregációinak térfogathányada 10%-ra, méretük 5-30 µm-re csökken (1. ábra, b).

ábrán A 2. és 3. ábra az egykristályok húzómechanikai tulajdonságainak jellemző áramlási görbéit és hőmérsékletfüggését mutatja be.<001 >a VKNA ötvözet 1. állapotában a 293–1373 K hőmérséklet-tartományban. A 2. ábrán látható, hogy ezeknek az egykristályoknak az áramlási görbéi 1073 K alatti hőmérsékleten a deformációs keményedés kiterjesztett szakaszát mutatják, magas nyúlási keménységi együtthatóval, ami jellemző az egykristályok oktaédersíkjaiban bekövetkező többszörös csúszásra. L12 felépítmény. A csúsztatásnak ezt a jellegét az is megerősíti, hogy az előpolírozott felületen egykristályok találhatók.<001 >ötvözet típusú VKNA 1. állapotban a 293-1073 K hőmérséklet-tartományban végzett vizsgálat után finom és/vagy durva csúszási jelek két egymásra merőleges csúszási rendszerben, amelyek megszakítás nélkül áthaladnak mindkét fázison.

Az egykristályok áramlási görbéin<001 >Az 1. állapotú VKNA típusú ötvözetben 1273 és 1373 K hőmérsékleten platform vagy éles hozamfog figyelhető meg, amelyet egy meghosszabbított alakkeményedési szakasz követ alacsony nyúlási keménységi együtthatóval. Az ilyen típusú nyújtási görbék az L12 felépítményű egykristályokra jellemzőek, ha a deformációt a kockasíkban diszlokációs csúszással hajtják végre. 1073 K feletti hőmérsékleten végzett vizsgálat után a minták előpolírozott felületén nem figyelhető meg csúszásnyom, ami az egykristályok köbös csúszására jellemző.<001 >intermetallikus vegyület No. 3A1. A törés helye közelében repedések jelennek meg. Az y7 fázis nagy dendritjei és az (y + y7) fázisok finoman diszpergált keveréke közötti határfelület mentén helyezkednek el. A p repedéssűrűség nem nagy. Például tesztelés után

Rizs. 1. ábra: A VKNA ötvözet egykristályainak szerkezete 1 (a) és 2 (b) állapotban

Deformáció, %

Rizs. 2. Egykristályok áramlási görbéi<001>1. állapotú VKNA ötvözet, egyenletes nyúlás közelítésével számítva: 293 (1); 873. (2); 1073. (3); 1273. (4); 1373 K (5)

Hőmérséklet, K

Rizs. 4. ábra: A szakítószilárdság (1), a folyáshatár (2) és a tönkremeneteli nyúlás (3) függése az egykristályok vizsgálati hőmérsékletétől<001 >VKNA típusú ötvözet 2-es állapotban

1373 K-nél p értéke -10 mm-2. A repedés hossza 20 és 150 µm között van.

Speciális áramlási görbék egykristályokhoz<001 >Az 1. állapotú VKNA típusú ötvözetek 1073 K hőmérsékleten figyelhetők meg. Ezt a hőmérsékletet egy nagyon rövid nyúlási keményedési szakasz jellemzi, maximális nyúlási edzési együtthatóval, amelyet egy lágyulási fokozat vált fel. A minták felületén 1073 K hőmérsékleten nyújtott nyújtás után két egymásra merőleges csúszási rendszerben csúszásnyomok és repedések is megfigyelhetők.

ábrából. A 3. ábra azt mutatja, hogy az egykristályok< 001 >Az 1. állapotú VKNA típusú ötvözetet a 293-1073 K hőmérsékleti tartományban az a0 2 folyáshatár monoton növekedése, majd 1073 K-hoz közeli hőmérsékleten történő bemeneti maximum elérése után annak erőteljes csökkenése jellemzi. Egykristályok plaszticitása<001 >ötvözet

a VKNA típus 1-es állapotában a hőmérséklet emelkedésével csökken, 1073 K hőmérsékleten eléri a minimumot, majd növekszik. Az egykristályok végső szilárdságának av értéke<001 >ötvözet típusú VKNA az 1. állapotban a 293-873 K hőmérsékleti tartományban gyakorlatilag nem változik. A hőmérséklet emelkedésével az av kezdetben enyhén növekszik, és 1073 K-en elérve a maximumot, és erősen csökken.

Így az egykristályok alakváltozási viselkedésének, szilárdságának és képlékeny jellemzőinek hőmérsékletfüggése<001 >Az 1. állapotú VKNA típusú ötvözet hasonló a 3A1 számú intermetallikus egykristályok anomális függőségéhez.

A réniummal való adalékolás az egykristályok 02 és a értékének jelentős növekedéséhez vezet<001 >VKNA típusú ötvözet a szobahőmérséklettől 873 K-ig terjedő hőmérséklet-tartományban (4. ábra), ami a keménységgel hozható összefüggésbe

Rizs. 3. ábra A szakítószilárdság értékének (1) függése, az áramlási határ 5. Egykristályok áramlási görbéi<001>VKNA ötvözet együtt

becsület (2) és deformáció tönkremenetelig (3) a 2. álló vizsgálati hőmérsékletből, egyenletes nyúlási közelítésben számítva:

egykristályok<001>VKNA típusú ötvözet 1 293 (1) állapotban; 1073. (2); 1173 (3); 1273. (4); 1373 K (5)

oldatos keményedés. Ebben az esetben a megadott hőmérsékleti tartományban az а0 2 és а értéke gyakorlatilag állandó. 873 K feletti hőmérsékleten az a02 és a értéke egykristályban<001 >VKNA típusú ötvözet a 2-es állapotban meredeken csökken az 1-es állapotnak megfelelő értékekre. 8 db egykristály értéke<001 >A VKNA típusú ötvözet réniummal ötvözve éppen ellenkezőleg, csökken az 1-es állapot megfelelő 8-as értékéhez képest. A teljes vizsgált hőmérsékleti tartományban azonban monoton módon növekszik a hőmérséklet 16-ról 33%-ra történő emelkedésével (2. ábra). 4).

ábrán Az 5. ábra az egykristályok tipikus húzási áramlási görbéit mutatja.<001 >VKNA típusú ötvözet 2. állapotban a 2931373 K hőmérséklet-tartományban. Az 5. ábrán látható, hogy ezen egykristályok áramlási görbéjén szobahőmérsékleten a deformációs keményedés kiterjesztett szakasza figyelhető meg az 1-es állapotnak megfelelőnél magasabb deformációs keményedési együttható mellett. az egykristályok deformációs keményedésének szakasza<001 >A 2. állapotú VKNA típusú ötvözet monoton növekszik, míg a deformációs keményedési együttható monoton csökken. Míg az egykristályok alakváltozási keményedési együtthatója<001 >Az 1. állapotú VKNA-típusú ötvözet a hőmérséklet növekedésével egy maximummal rendelkező görbe mentén változik (2. ábra).

Egykristályok előpolírozott felületén<001 >ötvözet VKNA 2-es állapotban, valamint az egykristályok felületén<001 >ötvözet típusú VKNA 1. állapotú, 293-1073 K hőmérsékleti tartományban történő nyújtás után két egymásra merőleges csúszási rendszerben vékony és/vagy durva csúszási nyomok vannak, 1073 feletti hőmérsékleten végzett tesztelés után pedig csúszási nyomok nincsenek. Ebben az esetben a repedések sűrűsége és hossza a törési hely közelében egykristályban<001 >a VKNA ötvözet 2. állapotában kisebb, mint az 1. állapotban. Így 1373 K-en történő nyújtás után az egykristályok felületén a repedések sűrűsége<001 >a VKNA ötvözet 2. állapotában -3 mm-2, és a repedés hossza 15 és 30 µm között van.

Így a fenti adatok azt mutatják, hogy a rénium adalékolása minőségi változáshoz vezet az egykristályok deformációs viselkedésében.<001 >VKNA típusú ötvözetek a 2931073 K hőmérséklet-tartományban.

A 3A1 számú intermetallikus deformációs viselkedésének és szilárdsági jellemzőinek anomális hőmérséklettől való függése, összhangban

a rozs egy bizonyos hőmérsékleti tartományban gyakorlatilag nem pusztul el. A Kira-Wilsdorf típusú diszlokációs korlátok két felhasadt szuperrészecske-diszlokáció, amelyeket a kockasíkban egy antifázisú határsáv köt össze. Ezen gátak kialakulásához és lebontásához szükséges aktiválási energiát nagymértékben meghatározzák az ellenfázis-határ és a halmozási hiba energiái. Ismeretes, hogy a Ni3Al intermetallikus vegyület antifázishatárának és halmozási hibájának energiája jelentősen függ az ötvözőelemek típusától és mennyiségétől. Feltételezhető tehát, hogy az egykristályok st02, hf és s értékeinek hőmérsékletfüggésének természetében bekövetkezett változás<001 >A VKNA típusú ötvözetek réniummal ötvözve az ellenfázis határának energiáinak megváltozásával és az Y-fázisban a halmozási hibával járnak együtt.

4. Következtetés

Így a rénium adalékolása megváltoztatja az egykristályok deformációs viselkedését<001 >VKNA típusú ötvözetek a 293-1073 K hőmérséklet-tartományban. Ebben az esetben ezeknek az egykristályoknak a deformációs keményedési együtthatói és szilárdsági jellemzőinek növekedése figyelhető meg, miközben a kielégítő plaszticitás megmarad.

Irodalom

1. Portnoj K.I., Buntushkin V.P., Melimevker OD. Ni3Al intermetallikus alapú szerkezeti ötvözet // MiTOM. - 1982. - 6. sz. - S. 23-26.

2. Kolobov Yu.R. Diffúzióvezérelt folyamatok a határon

fémes polikristályok szemcseminősége és plaszticitása. - Novoszibirszk: Nauka, 1998. - 173 p.

3. Kolobov Yu.R., Kasymov M.K., Afanasiev N.I. A törvények tanulmányozása

Egy ötvözött intermetallikus magas hőmérsékletű törésének számai és mechanizmusai // Phys. - 1989. - T. 66. - Szám. 5. -S. 987-992.

4. Grabovetskaya G.P., Zverev I.K., Kolobov Yu.R. Különböző bórtartalmú Ni3Al alapú ötvözött ötvözetek plasztikus alakváltozásának és törésének kialakulása kúszás közben // Fizik. -1994. - T. 7. - Kiadás. 3. - S. 152-158.

5. Shalin R.E., Svetlov I.L., Kachanov E.B. és egyéb nikkel-hőálló ötvözetek monokristályai. - M.: Mashinostroenie, 1997. -333 p.

6. Poirier J.P. Kristálytestek magas hőmérsékletű kúszása. - M.: Kohászat, 1982. - 272 p.

7. Kablov E.N., Golubovsky E.R. Nikkelötvözetek hőállósága. - M.: Mashinostroenie, 1998. - 463 p.

8. Popov L.E., Koneva N.A., Tereshko I.V. Rendezett ötvözetek alakos edzése. - M.: Kohászat, 1979. -255 p.

9. Grinberg B.F., Ivanov M.A. Intermetallikusok: mikrostruktúra, deformációs viselkedés. - Jekatyerinburg: NISO UrO RAN, 2002. - 359 p.

10. Thornton P.H., DaviesP.G., Johnston T.I. Az Y fázis áramlási feszültségének hőmérsékletfüggése Ni3Al alapján // Metallurgical Transactions. - 1970. - Nem. 1. - P. 207-212.

11. Liu C.T, pápa D.P. Ni3Al és ötvözetei // Intermetallic Compounds. -1994. - V. 2. - P. 17-51.

12. Vbissere P. (100) síkon mozgó diszlokációk gyengesugaras vizsgálata 800 °C-on Ni3Al-ban // Philos. Mag. - 1984. - V. 50A. - P. 189-303.

Ezüstfehér fém, atomtömege 186,2, vegyértéke 3, 4, 6, 7, sűrűsége 210 g/cm3, olvadáspontja 3170 C, elektromos ellenállása 0,193 Ohm-mi.

A fém ritka és drága. Csak különösen fontos és általában kis méretű alkatrészek készülnek belőle.

a földkéreg meglehetősen ritka és szétszórt elemeire utal. Jelentős koncentrációja meglehetősen ritka – a maximumot (2-3%) a molibdenit ásványokban találtuk. A molibdenit a kvarcércércekben és az egyes pegmatitokban található, amelyekben az elsődleges ozmium gyakorlatilag hiányzik. Így a molibdenitekben csak radiogén ozmium halmozódik fel.

nem oldódik sem hidegben, sem sósavban és hidrogén-fluoridban hevítve.

Por vagy apró forgács formájában lúgokkal ötvözhető.

a természetben önálló ásványként nem fordul elő, de igen kis mennyiségben megtalálható különféle ércekben és egyéb elemek ásványaiban.

normál körülmények között nem lép kölcsönhatásba a kénsavval, a mangán pedig nem lép reakcióba hidrogén-peroxiddal.

Tulajdonságok

vákuumban történő szintereléssel állítják elő rudak formájában, amelyeket azután hideghengerlésnek vetnek alá.

Különféle természetes és ipari anyagokban van jelen, amelyek a kísérőelemek számában és tartalmában különböznek. A rénium koncentrációja a természeti és ipari tárgyakban széles tartományban változik, és 10-7 és több tíz százalék között mozog. A rénium természetes és ipari objektumokban történő meghatározására különféle módszereket alkalmaznak: kémiai, fizikai-kémiai és fizikai. A réniumvegyületek nagy illékonysága és a természetes anyagok alacsony tartalma miatt különös figyelmet kell fordítani a minták lebontásával, az oldatok bepárlásával, izolálásával kapcsolatos műveletekre.

A molibdénércek és más fémek feldolgozási hulladékaiból molibdént és más fémeket izolálnak, és a nagyon alacsony Re-tartalom miatt előzetesen számos sűrítési műveletet végeznek.

finom piroforos porként izolálják, amelyet vízzel mosva választanak el a KOH-tól. A kompakt fémet porkohászati ​​módszerekkel állítják elő. A rénium éves termelését tonnában mérik.

a kiegészítések módszere határozza meg. Az elemzés eredményei összhangban vannak a potenciometrikus titrálás adataival.

Meleg vákuumsajtolással nyert, finomszemcsés szerkezetű. A rénium-grafit határfelületen nem találtunk közbenső fázisokat. A grafit és a rénium közötti kölcsönhatás hiányát 250 kgf / cm2 nyomáson és 2100 C hőmérsékleten a rénium mikrokeménységének mérései is igazolják. Az ilyen magas érték a rénium jelentős deformációjával, valamint a szénszilárd oldat jelenlétével magyarázható.

a molibdéngyártás egy másik féltermékéből is kivonható - a molibdén salak kilúgozásával nyert oldatokból.

nem rendelkezik saját ásványi anyaggal. A réniumkoncentráció legérdekesebb hordozói a réz-molibdénércek magas hőmérsékletű szulfidjai. Csak piros hőnél tekerhető és húzható.

sok fémmel ötvözhető, és az ötvözetek a legtöbb esetben nagy keménységűek. A rénium mérnöki felhasználása tulajdonságai miatt folyamatosan bővül.

oldatokban általában heptavalens állapotban van. Ezért sok esetben a rénium meghatározása előtt a vizsgált oldatot redukálószerrel kezelik, miközben a fő nehézséget a rénium bizonyos vegyérték-állapotig történő redukálása jelenti.

salétromsavban oldódik, HReO4-et képez, nem lép kölcsönhatásba híg sósavval és kénsavval.

A platina nélküli alumínium-oxidra lerakva nagy koncentrációknál könnyebben, alacsonynál nehezebben áll vissza fémes állapotba. Ennek oka lehet az alacsony százalékos rénium érintkezők nagy diszperzitása, amelyben a rénium és oxidjai erős kölcsönhatása lehetséges a hordozófelület akceptor régióival, ami megakadályozza a redukciót.

Alkalmazás

vákuumelektronikai és félvezető eszközökben használják. Erősen szelektív katalizátorként használják a hidrogénezési és dehidrogénezési folyamatokban. A réniummal jelölt antitesteket a vastagbél-, tüdő- és petefészek-adenokarcinóma kezelésére irányuló kísérletekben alkalmazták. orvosi műszerekben, nagyvákuumú berendezésekben, valamint elektromos érintkezők és hőelemek készítésére szolgáló ötvözetekben használják. Ezen kívül ékszerek fedésére is használják.

rádióelektronikában, speciális ötvözetek gyártásánál használják. A rénium katalizátorok nagyon hatékonyak a hidrogénezési eljárásokban.

számos területen alkalmazható, azonban magas költsége és ritkasága miatt ezt a fémet jelenleg nem használják nagy ipari méretekben. Leírnak egy volfrámot, molibdént és réniumot tartalmazó ötvözetet, amelyből elektromos érintkezőket készítenek.

és az ezen alapuló ötvözeteket fémek bevonására is használják.

Viszonylag ritka anyag lévén az utóbbi években különféle területeken technológiai anyagként használták. Elektromos érintkezők, hőelemek, katódok gyártására használják.

A rénium, egy nagyon drága és ritka fém alkalmazása csak akkor indokolható, ha jelentős előnyöket biztosít más fémekkel és ötvözetekkel szemben. Jelenleg nem vetődik fel a rénium oxidáló környezetben történő felhasználásának kérdése.

A rénium felhasználását korlátozza a fém alacsony elérhetősége. És mégis jelenleg rénium platinával készült ötvözetekben használják hőelemekhez. A réniumot elektromos lámpák izzószálainak gyártásához használják, és egy ötvözet az automata tollak hegyének gyártásához.

A rénium felhasználását továbbra is korlátozza előállítása kis léptéke, de az ígéretes fémek közé tartozik, kémiai tehetetlenséggel, jó mechanikai tulajdonságokkal és magas olvadásponttal rendelkezik.

Magas árak a rénium korlátozza ipari felhasználását. Ezért a rénium felhasználása olyan termékek előállítására korlátozódik, ahol kis mennyiségű fém nagy teljesítményt biztosít.

Az utóbbi időben jelentősen megnőtt az érdeklődés a rénium, ötvözetei és vegyületei iránt, köszönhetően egyedi fizikai és kémiai tulajdonságaiknak, amelyek lehetővé teszik az új technológia különböző területeinek magas követelményeinek megfelelő anyagok létrehozását. A rénium és vegyületeinek katalizátorként való felhasználását a vegyiparban széles körben elsajátítják.

Főleg két osztályba sorolhatók, nevezetesen: a rénium katalizátorként való felhasználására vonatkozó szabadalmak, valamint a rénium és ötvözetei bizonyos tulajdonságainak elektromos és egyéb célokra történő felhasználására vonatkozó szabadalmak.

A RÉNIUM ÖTVÖZŐELEM ALKALMAZÁSA ÖTVÖZMÉNYEKBEN ÉS FÉM ANYAGOKBAN

A réniumtermelés növekedésére az 1970-es és 1980-as években pozitív hatást gyakorolt ​​a magas hőmérsékletű nikkelötvözetek és platina-rénium katalizátorok széles körű és széles körű alkalmazása különböző célokra. Ugyanakkor az új anyagok iránti igény a rénium hagyományos felhasználási területein - az elektronikában és a speciális kohászatban - felkelti az ipar és a tudomány érdeklődését e fém iránt. A rénium a műszaki besorolás szerint egy tipikus tűzálló fém, azonban számos tulajdonságában jelentősen eltér más tűzálló fémektől, mint például a molibdén vagy a volfrám. Jellemzőit tekintve a rénium bizonyos mértékig megközelíti az olyan nemesfémeket, mint a platina, ozmium és irídium. Feltételesen úgy tekinthetjük, hogy a rénium köztes helyet foglal el egyrészt a tűzálló fémek, másrészt a platinacsoportba tartozó fémek között. Például a volfrámtól eltérően a rénium nem lép be az úgynevezett vízkörforgásba - ez egy negatív jelenség, amely károsítja a vákuumcsövek izzószálát. Ezért gyakorlatilag „örök” a rénium izzószálból készült vákuumlámpa (az élettartama akár 100 év).

A platinafémekhez hasonlóan a réniumnak magas a korrózióállósága nedves légkörben és agresszív környezetben. Közönséges hőmérsékleten szinte nem lép kölcsönhatásba sósavval és kénsavval. A volfrámhoz és a molibdénhez hasonlóan a rénium is paramágneses, de elektromos ellenállása ~3,5-szer nagyobb, mint ezeknek a fémeknek.

A rénium mechanikai tulajdonságai különösen eltérőek. Szobahőmérsékleten nagy plaszticitás jellemzi, és a normál rugalmassági modulus tekintetében a harmadik helyen áll az ozmium és az irídium után. Ez a fém szerkezetének köszönhető: a rénium az egyetlen elem a D.I. periódusos rendszerének ötödik és hatodik csoportjába tartozó tűzálló fémek között. Mengyelejev (vanádium, nióbium, tantál, króm, volfrám, molibdén), amelynek hatszögletű szorosan tömörített rácsa (HCP) van, hasonló a nemesfémek, például az ozmium vagy a ruténium rácsához. Más tűzálló fémekre (volfrám, molibdén) a testközpontú köbös rácson (BCC) alapuló eltérő szerkezeti típus jellemző.

A rénium tulajdonságai magasabb hőmérsékleten szintén kedvezően hasonlítanak más tűzálló fémek tulajdonságaihoz. Tehát bár a rénium keménysége, hasonlóan a volfrámhoz és a molibdénhez, csökken a hőmérséklet emelkedésével, azonban a lágyulás nem olyan gyors, és 1000 ° C-on a rénium keménysége körülbelül 2-szer nagyobb, mint a volfrámé hasonló körülmények között. Ezenkívül magas hőmérsékleten a réniumot a volfrámhoz, különösen a molibdénhez és a nióbiumhoz képest megnövekedett tartós szilárdság jellemzi. A kopásállóság tekintetében a rénium az ozmium után a második helyen áll.

A rénium ezen egyedi tulajdonságait, valamint számos mást részletesen tárgyalunk a munkákban. Meghatározzák a különböző fémek és ötvözetek réniumötvözésének hatékonyságát, hogy növeljék a hajlékonyságukat, kopásállóságukat és egyéb paramétereiket.

A tudományos és műszaki irodalom számos rénium bináris és többkomponensű ötvözetét ismerteti különböző fémekkel. Ezek olyan széles körben ismert ötvözetek, mint a nikkel-rénium, volfrám-rénium, molibdén-rénium, nikkel-molibdén-rénium, nikkel-tantál-rénium, nikkel-volfrám-rénium és számos más.

Jelenleg a nikkel-rénium, volfrám-rénium és molibdén-rénium ötvözetek a legelterjedtebbek a gyártás szempontjából, és bizonyos tulajdonságokban a volfrámot és molibdént tartalmazó réniumötvözetek felülmúlják az egyes fémek tulajdonságait. Az ilyen ötvözetek szobahőmérsékleten és magas hőmérsékleten magas mechanikai jellemzőkkel, méretstabilitással és rezgésszilárdsággal rendelkeznek, kristályosodás után nem válnak törékennyé, jól hegesztenek, sűrű műanyag varratot képezve. Agresszív környezetben magas korrózióállósággal rendelkeznek.

A réniumötvözetek szerkezeti anyagként használják különféle üzemi körülmények között magas hőmérsékleten (>1800 °C) és feszültségen, elektrovákuum készülékek kritikus részeiként, elektromos érintkezők anyagaként, különféle eszközök és mechanizmusok rugalmas elemeiként stb. A tűzálló fémeket és nikkelt tartalmazó réniumötvözetek tulajdonságait fent (lásd a 9. táblázatot) és a táblázatban ismertetjük. 88 összefoglaljuk a wolfram-rénium és molib-dén-rénium ötvözetek néhány fizikai és mechanikai tulajdonságait.

A nikkel-rénium ötvözetek a repülésben használatosak, oxid katódmagként használatosak, amelyeket fokozott megbízhatóság és tartósság jellemez. A nikkel réniummal való ötvözése javítja szilárdsági jellemzőit, miközben megtartja a rugalmasságot. Ezek az ötvözetek nagy hőállósággal, rezgésszilárdsággal és méretstabilitással is rendelkeznek.

Az elmúlt években orosz tudósok új, túlmelegedésálló, réniumtartalmú nikkelötvözeteket fejlesztettek ki, amelyek egyedülálló tulajdonságokkal rendelkeznek repülőgépek és gázturbinák rotorlapátjaihoz és tárcsáihoz. Ez a nikkel-rénium ötvözetek három csoportja.

1. 9-12% tartalmú hőálló nikkelötvözetekÚjra , 1100 °C-ig működő turbinalapátok gyártásához.

2. Intermetallikus nikkelötvözetek (1-2%Újra ) kapcsolat alapján Ni 3 Al legfeljebb 1250 °C hőmérsékleten működő turbinalapátok gyártásához.

3. Hőálló nikkelötvözetek (1-2%Újra ) 850-950 °C hőmérsékleten működő turbinatárcsák gyártásához.

88. táblázat

A volfrámot és molibdént tartalmazó réniumötvözetek fizikai és mechanikai tulajdonságai

Indikátor	Ötvözet Mo-Re	Ötvözet W-Re
	(47% Re)	(27% Re)
Kristály cella	BCC	BCC
Sűrűség, g/cm3	13,3	19,8
Az átkristályosítás kezdő hőmérséklete, °C	1350	1500
Olvadáspont, °С	2500	3000
Lineáris termikus együttható tágulás, KG 6 * 1/fok (0-1000 °С)

Számológépek