簡介：錸的化學(xué)符號Re，原子序數(shù)為75，原子量186.207，屬周期系ⅦB族。早在1872年俄國科學(xué)家門捷列夫根據(jù)元素周期律預(yù)言，在自然界中存在一個尚未發(fā)現(xiàn),原子量為190的“次類錳”的元素。直至1925年德國化學(xué)家諾達(dá)克根據(jù)X特征譜線從鉑族金屬殘渣中發(fā)現(xiàn)了這個元素，為紀(jì)念萊茵河命名新元素為rhenium。
錸的簡史
錸的化學(xué)符號Re，原子序數(shù)為75，原子量186.207，屬周期系ⅦB族。早在1872年俄國科學(xué)家門捷列夫根據(jù)元素周期律預(yù)言，在自然界中存在一個尚未發(fā)現(xiàn),原子量為190的“次類錳”的元素。直至1925年德國化學(xué)家諾達(dá)克根據(jù)X特征譜線從鉑族金屬殘渣中發(fā)現(xiàn)了這個元素，為紀(jì)念萊茵河命名新元素為rhenium。
后來諾達(dá)克又發(fā)現(xiàn)錸主要存在于輝鉬礦，并從中提取了金屬錸。錸在礦石中含量低，價格昂貴，長期以來對它研究較少。1950年后，金屬錸才從實驗室的珍品變成重要的新興金屬材料，在現(xiàn)代技術(shù)中開始應(yīng)用，生產(chǎn)日益發(fā)展。中國在1959年開始提取錸，現(xiàn)已能生產(chǎn)全球所需的各種錸產(chǎn)品。
錸的性質(zhì)
錸是銀白色金屬，熔點3180℃，沸點5600℃，密度21.02克/立方厘米。錸在常溫下穩(wěn)定，300℃時開始被氧化。高溫下與硫蒸氣化合成二硫化錸，與氟、氯、溴形成鹵化物。錸的化學(xué)性質(zhì)取決于它的聚集態(tài)，粉末狀錸較活潑。錸的氧化態(tài)-1、+1、+2、+3、+4、+5、+6、+7。氧化物有Re2O、Re2O3、ReO2、ReO3、Re2O7。
錸在地殼中的蘊藏量極少，通常伴生在鉬礦和銅礦中,也見于鈾礦。 到1930年，錸的世界總產(chǎn)量也僅有3克。就是現(xiàn)在，全世界錸的年產(chǎn)量也只有幾十噸，比其它金屬少得多。
錸是高熔點金屬，其熔點僅次于鎢。錸的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐腐蝕性強，在空氣中不被氧化，酸和堿對它的腐蝕作用很小。錸具有極高的機械強度，一根比頭發(fā)還細(xì)的錸合金絲，能夠承受七千克以上的重力。錸還有非常好的耐磨損、抗腐蝕性特征，其抗磨損力僅次于金屬鋨。此外，錸還有高電阻以及其它電學(xué)特性。
錸沒有脆性臨界轉(zhuǎn)變溫度，在高溫和急冷急熱條件下均有很好的抗蠕變性能。錸在高溫下有非常好的耐熱沖擊性。
在冶金工業(yè)中，很多合金中添加入少量的錸，就能夠大幅度改善提高合金的性能，這一現(xiàn)象被稱為錸效應(yīng)。
錸的應(yīng)用
由于錸具有種種優(yōu)異的性能，因此它已成為許多領(lǐng)域中使用的重要材料。全球錸產(chǎn)量的60%以上都用于制造噴射引擎的高溫合金部件。錸的另一主要應(yīng)用是在鉑﹣錸催化劑，可用于生產(chǎn)無鉛、高辛烷值的汽油。
高溫合金：加入錸會提升鎳高溫合金的蠕變強度。鎳基錸合金一般含有3%至6%的錸。第二代合金的含錸量為3%，曾用在F-16和F-15戰(zhàn)機引擎中。第三代單晶體合金的含錸量則有6%，曾用在F-22和F-35引擎中。錸高溫合金還用于工業(yè)燃?xì)廨啓C。高溫合金在加入錸后會形成拓?fù)涿芘畔?TCP)，因此其微結(jié)構(gòu)會變得不穩(wěn)定。第四代和第五代高溫合金使用釕以避免這一現(xiàn)象。
其他錸合金：在鎢或鉬中加入適量的錸制成的鎢錸合金或者鉬錸合金，則具有良好的塑性，可以加工成各種結(jié)構(gòu)材料，而且還保持高硬度、高強度和耐高溫等特性。美國載人航天器上的不少零部件就是用這類錸合金制造的。在鉻鎳合金中添加少量的錸，能夠大大提高合金的熔點和強度，用這種合金制作的零部件，其使用壽命可延長幾倍至數(shù)十倍。
錸在工業(yè)測溫、半導(dǎo)體、催化劑、核工業(yè)等領(lǐng)域的用途同樣令人矚目。鎢錸熱電偶絲有良好的電性能，絲材可用于高溫?zé)犭娕技瓣帢O絲。在真空、氫氣、惰性氣氛中使用，其使用溫度范圍0~2300℃。由于錸的蒸汽壓低，電阻大，用在電阻加熱時，具有良好的尺寸穩(wěn)定性，可以實現(xiàn)較高的加熱效率，且表面負(fù)荷比較高，半導(dǎo)體MOCVD設(shè)備的核心電阻加熱器也是用錸材料制作的。
此外，錸的一種加工制品--錸帶，可以用作原子能核工業(yè)熱電離質(zhì)譜儀上的燈絲。
催化劑: 錸﹣鉑合金是催化重整過程中的一種催化劑。這種石油加工過程能夠提高石腦油的辛烷值。用于催化重整的催化劑當(dāng)中，30%含有錸。在礬土(氧化鋁)表面涂上錸，可作為烯烴復(fù)分解反應(yīng)的催化劑。含錸催化劑可抗御氮、硫和磷的催化劑中毒現(xiàn)象，因此被用在某些氫化反應(yīng)中。
總之，隨著材料科學(xué)的發(fā)展，錸及其合金得到了越來越廣泛的應(yīng)用。
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