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錸的介紹
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        由于錸具有上述種種優異的性能,因此它已成為許多領域中使用的重要材料。在冶金工業中,錸作為合金添加元素,可以改善提高合金的性能。例如,純鎢和純鉬在溫度較低的情況下會變得脆如玻璃,難以進行工藝加工,因而用途受到限制。但在鎢或鉬中加入適量的錸制成的鎢錸合金或鉬錸合金,則具有良好的塑性,可以加工成各種結構材料,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十倍。
        錸主要用作石油工業的催化劑,以及高溫合金和超級合金中的元素添加劑,純錸制品可用于特別惡劣工作氣氛下的高溫零部件。金屬鍍錸(如用于空間技術的鎢表面鍍錸)可增加耐磨和耐蝕性能。錸絲或鍍錸的鎢絲用作電子管的燈絲和陰極,在含有微量水分的氬氣或氮氣中比鎢絲更耐用。錸具有高溫穩定性能和在電弧作用下的強抗電蝕能力,所以錸鎢合金可用于電接觸點的工作部分,其性能可與鉑、釕的制品相比。
        錸具有很高的電子發射性能,廣泛應用于無線電、電視和真空技術中。錸具有很高熔點,是一種主要的高溫儀表材料,鎢錸熱電偶在3100℃也不軟化。鎢或鉬中加錸形成合金可增加延展性能。錸和錸的合金還可作電子管元件和超高溫加熱器以蒸發金屬。錸在火箭、導彈上用作高溫涂層用,宇宙飛船用的儀器和高溫部件如熱屏蔽、電弧放電、電接觸器等都需要錸。
錸效應——錸合金
        錸的添加能大幅提高鎢、鉬、鉻的強度和塑性,人們把這種現象稱為“錸效應”。添加少量(3%~5%)的錸能夠使鎢的再結晶起始溫度升高300℃~500℃。鎢錸和鉬錸合金具有良好的高溫強度和塑性,可加工成板、片、線、絲、棒,用于航天航空的高溫結構件(噴口、噴管、防熱屏等)、彈性元件、電子元件等,還可用于制造加熱元件、工件、燈泡、X射線器械和醫療器械。W-Re-ThO2合金可用作高溫加熱工件,鎢錸、鉬錸合金觸頭具有高抗熱蝕和高溫導電能力,能提高供電設備的使用壽命和工作可靠性。如:鉑錸合金;鉑鎢錸合金;鎢錸合金;鉬錸合金等。
錸的價格昂貴,在應用上多采用含錸的合金,其中鎢錸和鉬錸合金用途最廣。鎢錸合金含錸1%~26%,鉬錸合金中含錸量為11%~50%。此外還有W-33.3Mo-33.3Re,Mo-Re-Hf-Zr,Mo-Re-Hf-V合金,鎢基和鎳基加錸多元化超耐熱合金等,后幾種合金具有很高的強度和高溫性能,應用于航空航天設備的關鍵部件。
催化劑
        錸的電子結構中其未飽和的4d層的5個電子易于放出,而6s層的2個電子又易于參與作用而形成共價鍵,加上其晶格參數較大等特性,故錸及其化合物具有優異的催化活性,用作石化工業的催化劑是其傳統的主要用途之一。如用作石油重整的Pt—Re/Al2O3催化劑,但隨著其它價廉的替代品如鉑—錫催化劑的出現,雖然其性能稍差,然而錸在這一領域的應用仍有所減少。此外,錸可用作生產無鉛汽油和汽車尾氣凈化的催化劑;錸的硫化物作甲酚及木素等的氫化催化劑;NH4ReO4/C用作環己烷脫氫及乙醇脫氫的催化劑;KReO4,/SiO2也是一系列氫化中的催化劑;Re2O7是使SO2轉化到SO3、以及使HNO2轉化到HNO3的良好催化劑。
國防、航空航天工業
        錸是最難熔的金屬之一,其熔點高達3180℃、,僅次于鎢的3410℃。由錸與其它金屬可制得一系列耐高溫、抗腐蝕、耐磨損的合金,如Re25—W曾是空間站核反應堆材料,后來發展到性能更好的Re30—W—Mo30合金;Re—Pt用作原子能反應堆結構材料,可抗1000℃高溫下載熱體的腐蝕,也可用輻射防護罩;Re—Mo合金到3000℃仍具有高的機械強度,可用來制造超音速飛機及導彈的高溫高強度部件及作隔熱屏。特別是用于噴氣式發動機渦輪葉片與火力發電機渦輪材料的鎳基含錸超耐熱合金的開發成功(含錸3%-7%,熔點高達3180℃以上)并應用于戰斗機及客機、火力發電機,使美國、西歐的錸用量大增,也使得世界錸用量急劇增長。近年錸在合金方面的用量已超過其在催化劑方面的用量,超耐熱合金已成為其最重要的應用領域。
測溫、加熱元器件及高溫測量
        Re3—W及Re25—W合金絲制作的熱電偶,溫度與熱電動勢的線性關系好,測溫準確,測量范圍廣(0-2485℃)。其熱電動勢達1012mV,遠較Pt—Rh/Pt(在1900℃時僅30mV)為高,用在真空或惰性氣體介質中可測溫到2700℃,且價格比Pt—Rh/Pt熱電偶便宜。Re28—W/W熱電偶可測溫到2760℃,Mo—Re熱電偶可測溫到3000℃。
用錸基合金制作的加熱元件較鎢或鉬的壽命長5-10倍;高溫下Re8-12—Ni—Cr較Ni—Cr合金的加熱元件的工作壽命高出9倍,且具有在高溫與壓力下工作正常的突出優點;添錸的Rh—Ir較Rh—Ir既增加強度,又改善了機械性能,應用于航空航天與導彈。錸基合金還可制作在高溫下既靈敏又不變形的彈簧,為高溫測量儀器所必需。錸作為吸收太陽能的光敏染料在太陽能電池上有廣闊的應用前景。
電子工業
        錸與鎢、鉬或鉑族金屬所組成的合金或涂層材料,因其熔點高、電阻大、磁性強和對環境的穩定性好而廣泛應用于電子工業。摻3%—20%Re的鎢絲或H4ReO4涂層的鎢絲,既不象鎢絲那樣易脆,又能提高其延伸率與電阻,具有較高抗沖擊與振動性能,故在真空技術及易振動場所的電子器件或燈絲中顯示了其重要用途,如作X—射線靶、閃光燈、聲譜儀、高真空測定電壓部件、飛機燈泡的鎢錸絲,彩電的快速啟動用加熱器等。Re—Pt、Re—Ag、Re—Cu、Re—Cu—Zr等已取代鉑作電工中的開關、電鍵、電流切斷器及電弧放電等接點元件或屏蔽部件,具有可靠耐用的優點。鉬錸金屬陶瓷陽極得到實際應用。近年來一種錸基復合材料作為基礎材料應用于超高溫發射極,其熱電子放電效果提高20%,電流密度增加,改善了熱放電性能。
涂層與焊接材料
        利用錸的高熔點及特優抗腐耐磨的特性作涂層用,如涂錸的金屬絲、片或管,可達到防酸、堿、海水或硫的化合物浸蝕的目的,故用于海事及化工部門;Re—NiRe—Mo或R—W用作儀器元件、火箭彈頭及其發動機的涂層。
將Re添加到W或Mo合金中,既增加其強度,又改善其可塑性和焊接性能,可作焊接W或者Mo器件的焊條用。
其他用途
        醫用放射性錸—氨基磷酸化合物可治療癌癥,KReO4可用作制備彩色照相膠片的敏化劑等。 

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