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【re是什么元素】2017年,“铼”再现我国,成功打破西方国家的垄断

综述

2017年,我国使用科学家提取出来的“铼”元素,制造了飞机发动机所需要的铼镍合金单晶叶片,这一举动成功打破了西方国家的垄断,同时,也令西方国家眼馋不已。

要知道,在军事和科技领域方面,“铼”具有极为重要的地位。“铼”是一种怎样的元素呢?它又有着怎样的作用呢?

认识“铼”

铼是一种化学元素,化学符号Re,原子序数为75,它是地球地壳中最稀有的元素之一,平均含量估值为十亿分之一,正是因为这种稀缺性,导致铼的价位和地位都很高。

从数据统计局的报表来看,2011年8月,铼的价格是每公斤4575美元,约合人民币3万元,而且铼的泛用性很广,铼金属块在标准温度和压力下可以抵抗硫酸、盐酸以及王水。

铼拥有这么高的地位,和它的性质息息相关。首先,铼是熔点和沸点最高的元素之一,熔点为3186℃,沸点为5596℃

其次,它也是极为稳定的一种元素,镍铼高温合金常常被用于制造喷气发动机的燃烧室、涡轮叶片等关键部位,同时,“铼”元素,还能用于制作火箭的引擎,因此,在军事战略上十分重要。

那么,“铼”这种元素如何制作,又是如何被人发现的呢?

  • 发现“铼”

化学的进步,是每一位化学家积年累月的发现,和长期实验的结果,是一个相当漫长的过程。

1869年,俄国科学家门捷列夫发现并归纳了元素周期表,根据元素周期表,我们可以推测出各种元素的原子结构以及元素及其化合物性质的递变规律。

也就是说,只要按照门捷列夫的元素周期表,我们就能通过各种元素之间的简单反应,创造出更多的元素反应。

元素周期表作为化学界最基础的一部分,是每个化学家必须熟知的东西,但是在当时,门捷列夫的元素周期表是相当朴素的,里面只有氢氦锂铍硼等较为简单的元素,所以他声称:“自然界一定还有尚未发现的其他元素”。

果不其然,英国物理学家亨利·莫塞莱在他的基础上,对原有的理论进行了整合,创造了“原子序数”的概念,同时指出人类还有至少4种元素没有被发现,而这第75号元素“铼”,正在其中。

1925年,诺达克夫妇终于在实验室内提取出少量的罕见元素,为了纪念妻子的出生地“莱茵河”,诺达克毅然决然,将这种元素命名为“铼”。

为了解决铼元素的使用用途,诺达克夫妇走访名山大川,四处寻找铼元素的踪迹,1928年,他们终于在660公斤的辉钼矿中提取出1克铼元素,而辉钼矿也成了铼元素的“提款机”,被各路商人高价采购。

在这些商人的运作和科学家的不断试验下,铼元素的用途也越来越广。

  • “铼”的用途

首先,铼具有工业用途,作为生产合金的原材料,它往往被加工为镍铼合金,从而被应用在喷气发动机的制造上,据全球数据统计,全球铼产量的70%都用于制造喷射引擎的高温合金部件当中。

由此可见,铼的主要功用就是投入工业中,用于生产喷气机等部件,因为其极高的熔点和沸点,以及稳定的状态,因此,用它生产出来的喷气机往往也能够持续飞行,不受喷射出的高温影响。

美国研发F系列战斗机的时候,曾在涡轮叶片中添加了3%的铼金属,结果制作出来的叶片坚硬无比,而且不易被腐蚀,在发动机的高温下也不受影响,可以持续航行。

其次,铼的另一个用途就是生产铂—铼催化剂,这种化学元素催化剂,可以用来生产无铅、高辛烷的汽油。

蕴含铼元素的催化剂,往往可以用来抵抗氮硫磷的催化剂中毒现象,这也是它用途广泛的另一个原因。

打破科技封锁——我国铼元素出现

2010年,成都航宇超合金技术有限公司在龙铺钼矿区勘探到铼,并且与湖南有色进书研究院合作,耗时1年多,成功提取了稀有的铼元素。

这本该是一件令人高兴的事情,可巨大的问题也随之而来,当时,我国并没有成熟的铼合金制造技术,因此,即便能够大量的开掘铼矿,但依旧无法提纯出高质量的铼元素。

在此情况下,航宇公司试图通过大量的铼资源,和西方置换来合金的制造技术,但是以美国为首的国家,为了封锁我国的科技发展,完全不愿意将核心技术教给我们。

无奈之下,航宇公司只好投入巨资,自主研发航空发动机的单晶涡轮叶片,这一过程十分困难,而且突出的问题也非常多,既要面对外国的技术封锁,又要解决内部制造的各种难题,好在他们挺了过来。

2015年,航宇公司自主生产的第一批产品成功出炉,经过国际权威的检测后,发现其生产的单晶叶片在高温拉伸性能和持久性能等方面已经达到了欧美的标准,这就意味着,我国又一次突破了外国的技术封锁。

自此,我国在铼合金制作领域,有了属于自己的一席之地。2017年,成都成为了“中国制造2025”试点示范城市,航宇公司也在国家的注资下逐步壮大,继续投入单晶叶片的改进和研发中。

结语

“铼”只是一种小小的元素,但是却能应用在巨大的飞机和火箭上,它的出现,看似是我国地理和化学的小小一步,却是我国航空航天事业的一大步。

前有钱学森、邓稼先等科学家平地惊雷,用坚强的毅力,为我国的两弹事业筑牢根基;如今也有航宇公司排除万难,突破科技封锁,创造“铼”的神话。

我们中国人依靠的,向来不是过人的才智,而是一步一个脚印的坚毅和魄力,“铼”元素只是一个小小的开端,未来的我们,将通过自身的努力,继续迈向下一个更高的台阶。

责任编辑: 鲁达

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