Que se passe-t-il si le rhénium est allié au niobium, au tungstène et au tantale ?

Le rhénium est ajouté aux superalliages à haute température qui sont utilisés pour fabriquer des pièces de moteurs à réaction, en utilisant 70 % de la production mondiale de rhénium. Une autre application majeure concerne les catalyseurs platine-rhénium, qui sont principalement utilisés dans la fabrication d'essence sans plomb à indice d'octane élevé.

Les superalliages à base de nickel ont une résistance au fluage améliorée grâce à l'ajout de rhénium. Les alliages contiennent normalement 3% ou 6% de rhénium. Les alliages de deuxième génération en contiennent 3%; ces alliages ont été utilisés dans les moteurs F-15 et F-16, tandis que les nouveaux alliages monocristallins de troisième génération contiennent 6 % de rhénium; ils sont utilisés dans les moteurs F-22 et F-35. Le rhénium est également utilisé dans les superalliages tels que CMSX-4 (2e génération) et CMSX-10 (3e génération) qui sont utilisés dans les moteurs à turbine à gaz industriels tels que GE 7FA. Le rhénium peut rendre les superalliages instables sur le plan microstructural, formant des phases indésirables de type TCP (topologiquement proches). Dans les superalliages de 4e et 5e générations, le ruthénium est utilisé pour éviter cet effet. Entre autres, les nouveaux superalliages sont EPM-102 (avec 3% Ru) et TMS-162 (avec 6% Ru), ainsi que TMS-138 et TMS-174.

Rhénium améliore les propriétés du tungstène. Les alliages tungstène-rhénium sont plus ductiles à basse température, ce qui les rend plus faciles à usiner. La stabilité à haute température est également améliorée. L'effet augmente avec la concentration de rhénium, et donc des alliages de tungstène sont produits avec jusqu'à 27% de Re, qui est la limite de solubilité. Le fil tungstène-rhénium a été créé à l'origine dans le but de développer un fil plus ductile après recristallisation. Cela permet au fil d'atteindre des objectifs de performances spécifiques, notamment une résistance aux vibrations supérieure, une meilleure ductilité et une résistivité plus élevée. Une application pour les alliages de tungstène-rhénium est les sources de rayons X. Le point de fusion élevé des deux composés, ainsi que la masse atomique élevée, les rendent stables contre un impact électronique prolongé. Les alliages rhénium tungstène sont également utilisés comme thermocouples pour mesurer des températures jusqu'à 2200°C.

Une stabilité à haute température, une faible pression de vapeur, une bonne résistance à l'usure et la capacité de résister à la corrosion par arc de rhénium sont utiles dans les contacts électriques autonettoyants. En particulier, la décharge se produisant lors de la commutation oxyde les contacts. Cependant, Re2O7 oxyde de rhénium a une mauvaise stabilité (sublime à ~ 360 ° C) et est donc éliminé lors de la décharge.

Le rhénium a un point de fusion élevé et une faible pression de vapeur similaire au tantale et au tungstène. En conséquence, les filaments de rhénium présentent une stabilité plus élevée si le filament n'est pas utilisé sous vide, mais dans une atmosphère contenant de l'oxygène. Ces filaments sont largement utilisés dans les spectromètres de masse, les jauges ioniques et les lampes photographiques.