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Présentation du métal réfractaire Rhénium


Aperçu du rhénium en métal réfractaire

C'est le dernier élément naturel découvert par l'humanité ; ce n'est qu'une partie par milliard dans la croûte terrestre ; son élément métallique est l'une des réserves stratégiques nécessaires de divers pays; son prix est plusieurs fois supérieur à celui de l'or et du diamant… Qu'est-ce que c'est ? La réponse est le métal réfractaire rhénium .

Rhénium en métal réfractaire

Découverte Du Rhénium Métal Réfractaire

Dès 1872, le Russe Mendeleev a prédit selon la loi du cycle élémentaire qu'il existe un élément « de type manganèse » non découvert dans le monde naturel avec un poids atomique d'environ 190 , c'est-à-dire un élément inconnu du manganèse similaire au manganèse et au strontium.

Depuis lors, les scientifiques ont recherché cet élément dans des minéraux contenant des éléments similaires du manganèse, tels que le minerai de manganèse, le minerai de platine et le minerai de cérium (minéraux de strontium et de baryum), mais ils ont été infructueux.

Jusqu'au 5 septembre 1925, à la Fédération allemande des chimistes à Nuremberg, les géochimistes allemands Nordak et Taikai ont annoncé en public qu'ils utilisaient le spectre X pour découvrir ce nouvel élément à partir d'un grand concentration de minéraux et de concentrés de roches. Cela révèle enfin le voile de cet élément mystérieux - le rhénium.

Rhénium

Propriétés physicochimiques

Métal réfractaire r hénium est un élément métallique ayant une densité de 21,04 g/cm3, un point de fusion de 3180 °C et un point d'ébullition de 5627 °C. Son type de réseau est une structure hexagonale compacte. L'émail pur a une texture douce et le même aspect que le platine et a de bonnes propriétés mécaniques.

Rhénium est soluble dans l'acide nitrique dilué ou dans une solution de peroxyde d'hydrogène, insoluble dans l'acide chlorhydrique et l'acide fluorhydrique ; la valence des éléments rhénium est de 3, 4, 6 et 7. À haute température, il se combine avec la vapeur de soufre pour former du sulfure de ruthénium ReS2, qui n'interagit pas avec l'hydrogène ou l'azote, mais absorbe H2; il peut être oxydé en un heptaoxyde très stable (Re2O7).

Rhénium en métal réfractaire

Exploitation et extraction de  Rhénium Métal Réfractaire

Cela fait un siècle que le rhénium a été découvert, mais c'est toujours un élément étrange pour la plupart des gens. Il est discrètement classé 75e dans le tableau périodique des éléments chimiques, qui est presque le dernier élément naturel découvert. Alors pourquoi a-t-il été découvert si tard ?

Il s'avère que rhénium est un élément très rare et dispersé, qui ne représente qu'une partie par milliard dans la croûte terrestre et moins que tous les éléments des terres rares. À l'heure actuelle, les réserves prouvées de rhénium dans le monde ne sont que d'environ 2 500 tonnes. En revanche, les réserves mondiales prouvées de ressources en titane sont d'environ 2 milliards de tonnes.

Le contenu de chaque élément de la croûte terrestre

La plupart du rhénium n'est associé qu'à d'autres minéraux métalliques tels que le molybdène, le cuivre, le plomb, le zinc, le platine , niobium, etc. à l'état peu dispersé. Jusqu'à présent, seule une petite quantité de minerai de bismuth (ReS2) et de sulfure de cuivre et de bismuth (CuReS4) a été trouvée, et les réserves sont très faibles.

L'échelle du rhénium les gisements ne sont généralement pas importants et le coût de l'exploitation minière indépendante est extrêmement élevé, ce qui entraîne une valeur économique extrêmement faible. Par conséquent, il y a peu de mines de rhénium qui sont exploitées indépendamment.

La production industrialisée de rhénium est généralement séparée et récupérée sous forme de sous-produits lorsque le principal minéral métallique est extrait. Une petite quantité de rhénium peut être récupérée à partir de la fonte de suie et de déchets dans certains cuivre, platine, antimoine ou sphalérites. Le moyen le plus important est le développement complet de la molybdénite.

La teneur en rhénium dans le concentré de molybdène est généralement comprise entre cent millième et trois cent millième, tandis que la quantité de rhénium contenue dans le concentré de molybdène choisi parmi le porphyre cuivre le dépôt peut atteindre 1,6  .

En cours de production de molybdène , collectez soigneusement la poussière de cheminée et les déchets liquides de la fonte du molybdène et sélectionnez H2O2 avec un potentiel d'électrode élevé et une forte propriété oxydante comme oxydant pour oxyder l'oxyde de rhénium à faible valence en Re2O7. Il oxyde également le sulfure en HReO4.

Ces deux composés de ruthénium sont facilement solubles dans l'eau, à partir de laquelle une petite quantité de Re2O7 peut être obtenue, puis KCl est ajouté pour obtenir une poudre de rhénium par réduction à l'hydrogène ou électrolyse en solution aqueuse, et transformé en un matériau par métallurgie des poudres.

Poudre de rhénium

Effet magique de rhénium

Le rhénium a une importance stratégique si importante, en plus de sa difficulté d'extraction et d'extraction, la raison la plus essentielle est ses excellentes caractéristiques. Ces caractéristiques du rhénium métallique ou des composés du rhénium peuvent être appelées « Effet du rhénium ”. Jetons un coup d'œil à l'effet magique du rhénium .

1. Excellente fonction catalytique

Rhénium a une fonction catalytique hautement sélective pour de nombreuses réactions chimiques, il est donc principalement utilisé comme catalyseur pour l'industrie pétrolière afin de synthétiser de l'essence à indice d'octane élevé. Dans le monde, la consommation de cet aspect a représenté plus de 60% de la consommation totale de rhénium. Les États-Unis et l'Allemagne ont également obtenu la technologie brevetée de fabrication de filtres au rhénium pour purifier les gaz d'échappement des automobiles.

2. Émission d'électrons élevée

Rhénium a une performance d'émission d'électrons élevée et est largement utilisé dans la radio, la télévision et la technologie du vide. La durée de vie de la cathode du tube en alliage rhénium tungstène est 100 fois plus longue que celle du tungstène.

Rhénium est également utilisé dans la fabrication d'entrepreneurs en électricité, en particulier dans la fabrication de contacteurs de générateur à aimant permanent pour navires, qui sont durables.

3. Excellente amélioration de l'alliage

Rhénium lui-même a une bonne plasticité, aucune fragilité dans des conditions de température élevée et basse, et la résistance à la traction et la résistance au fluage sont supérieures au tungstène, au molybdène et au niobium.

L'ajout de rhénium aux métaux réfractaires tels que le tungstène, le molybdène et le chrome peut améliorer la résistance, la plasticité et la soudabilité du matériau, et abaisser la température de transition ductile-fragile et la fragilité de recristallisation . Par exemple, les alliages W-Re et Mo-Re ont une bonne résistance et plasticité à haute température.

Fil en alliage W-Re

Rhénium a un effet significatif sur la microstructure, les propriétés mécaniques, la phase instable et les défauts monocristallins du superalliage monocristallin, ce qui peut améliorer la résistance au fluage à haute température de l'alliage monocristallin. Cet avantage à lui seul ouvre la porte du rhénium à l'application des avions.

Rhénium et moteur aéro

Comme mentionné ci-dessus, l'ajout de rhénium améliore la résistance et la résistance à haute température du superalliage, et la microstructure de l'alliage monocristallin est également grandement améliorée.

Ces dernières années, les gens ont progressivement commencé à utiliser des superalliages monocristallins hautes performances pour produire des superalliages monocristallins hautes performances, et les appliquer aux aubes de moteurs d'avion , de sorte que l'application dans l'industrie des moteurs d'avion a atteint 80% de la quantité totale d'antimoine.

Moteurs à réaction avec rhénium

Nous pouvons voir les changements dans son application aux moteurs aérospatiaux depuis l'application du rhénium dans les alliages monocristallins.

La première génération d'alliage monocristallin est sans rhénium ; certains des alliages monocristallins de deuxième génération ont commencé à utiliser du rhénium, comme le 36 russe, qui utilisait 2 % de rhénium, et le CMSX-4 américain utilisait 3 % de rhénium; l'alliage monocristallin de troisième génération est représenté par ReneN6 et CMSX-10 aux États-Unis, et la teneur en rhénium des deux qualités atteint respectivement 5,6 % et 7 %; l'alliage monocristallin de quatrième génération est représenté par le TMS-138 et le MC-NG au Japon, qui contiennent respectivement 5 % de rhénium et 4 % de rhénium; l'alliage monocristallin de cinquième génération est représenté par le TMS-162 du Japon et contient 6 % de rhénium.

L'utilisation accrue du rhénium implique deux avancées majeures dans la métallurgie des turbines :l'amélioration des performances des superalliages à base de nickel et la production d'alliages plus excellents pour les aubes monocristallines.

Ces deux technologies permettent aux turbines (en particulier les turbines à haute pression) de fonctionner à des températures plus élevées. De cette manière, le concepteur peut augmenter la pression de la turbine pour augmenter l'efficacité de l'opération; ou le moteur peut accélérer la combustion du carburant, générant ainsi une plus grande poussée.

Conclusion

Merci d'avoir lu notre article et nous espérons qu'il pourra vous aider à mieux comprendre le rhénium . Si vous voulez en savoir plus sur le rhénium et les autres métaux réfractaires , vous pouvez visiter Métaux réfractaires avancés (ARM ) pour plus d'informations.

Siège à Lake Forest, Californie, États-Unis, Advanced Refractory Metals (ARM) est l'un des principaux fabricants et fournisseurs de métaux réfractaires comme le Tungstène , Molybdène , Tantale , Rhénium , Titane , et Zirconium . Nous fournissons à nos clients des produits métalliques réfractaires de haute qualité à un prix très compétitif.


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