铼的用途及应用领域-金属百科

铼的用途及应用领域

铼的应用概况

铼是一种稀有难熔金属，不仅具有良好的塑性、机械性和抗蠕变性能，还具有良好的耐磨损、抗腐蚀性能，对除氧气之外的大部分燃气能保持比较好的化学惰性。铼及其合金被广泛应用到航空航天、电子工业、石油化工等领域。美国地质调查局2013年发布的数据显示，高温合金为铼最大的消费领域，约占铼总消费量的80%，催化剂为铼的第二大消费领域。

铼合金领域

铼的全球储量很少，同时价格也比较昂贵，在应用上多采用含铼的合金。作为合金添加元素，铼能够大幅度改善、提高合金的性能。铼能与钨、钼、铂、镍、钍、铁、铜等多种金属形成一系列合金，其中铼钨、铼钼、铼镍系高温合金是铼的最重要的合金，被广泛应用到航空航天、电子等工业部门。
钨铼合金、钼铼合金
钨铼合金(W-Re alloy)是由钨和铼所组成的合金。一类为低铼合金，含铼在5%以下；另一类是高铼合金，含铼为20%～30%。铼也是稀散金属，资源较少，价格较贵，如非必要，应尽量采用不加铼或少加铼的钨合金。
以钼为基添加铼2%～5%的钼合金。铼加入钼，可改善钼的塑性和提高钼的强度，属固溶强化型合金。钼中加入35%铼，在室温下轧制变形量可达90%。钼铼合金的室温拉伸强度、延展性和电阻率随铼含量增加而增加。通常用Mo-5%Re和Mo-41%Re作热电偶丝材，作航空航天中结构材。Mo-50%Re作高温结构材料。
在钨和钼中加入适量的铼制成的钨铼合金和钼铼合金，不仅具有良好的塑性，可以加工成各种结构材料，还具有高硬度、高强度和耐高温等特性。钼铼合金常用于制造高速旋转的X光管靶材、微波通讯的长寿命栅板、空间反应堆堆芯加热管、高温炉发热体和高温热电偶等。钨铼合金则被广泛应用到高温技术、电真空工业、灯泡工业、原子能工业、分析技术、医疗和化工等领域，常用于制造特种电子管和彩色显像管的灯丝、高温部件、热电偶等。
镍铼合金
铼能够提高镍高温合金的蠕变强度，这类合金可用于制造喷气发动机的燃烧室、涡轮叶片及排气喷嘴等。铼镍合金是现代喷气引擎叶片、涡轮盘等重要结构件的核心材料。铼的使用既可提高镍基高温合金的性能；更可以制造出用于单晶叶片的合金。这两方面的作用都能使涡轮(尤其是高压涡轮)在更高温度下工作。这样的话，设计者就能加大涡轮压力，进而提高作业效率；或者发动机可以加快燃料燃烧的速度，进而产生更大的推力。此外，人们可以把作业温度维持在较低水平，扩大实际作业温度和涡轮机最高允许温度的差值，这样就能延长使用寿命。人们还可以兼顾两方面的考量，同时提高发动机的性能和耐用性。
铼与钨、钼或铂族金属所组成的合金或涂层材料，因其熔点高、电阻大、磁性强、稳定性好而被广泛应用于电子、航天工业。如制造特种白炽电灯泡的电灯丝、人造卫星和火箭的外壳、原子反应堆的防护板，用作超高温加热器以蒸发金属，在火箭、导弹上用作高温涂层用，宇宙飞船用的仪器和高温部件如热屏蔽、电弧放电、电接触器等都是利用铼的上述特性。
铼效应
铼能够同时提高钨、钼、铬的强度和塑性，人们把这种现象称为"铼效应"。如添加少量(3%～5%)的铼能够使钨的再结晶起始温度升高300℃～500℃——铼(Re)的上述作用被称为铼效应。W-Re和Mo-Re合金具有良好的高温强度和塑性，可加工成板、片、线、丝、棒，用于航天、航空的高温结构件(喷口、喷管、防热屏等)、弹性元件及电子元件等。

催化剂

铼及其化合物具有优异的催化活性(铼对很多化学反应具有高度选择性的催化功能)，因而常被用作石油化工等领域的催化剂。
催化重整是石油炼制过程之一，是提高汽油质量和生产石油化工原料的重要手段。铼铂合金作为催化重整过程中的一种催化剂，能够提高重整反应的深度，增加汽油、芳烃和氢气等的产率。此外，铼还可用作汽车尾气净化的催化剂，而铼的硫化物则可用作为甲酚、木素等的氢化催化剂。