价比钻石的珍宝铼到底是什么为何说航空

年,化学家门捷列夫在发布元素周期表时,预测了一种神奇的元素。年,英国物理学家亨利·莫塞莱推算出这种元素的一些数据。直到年,奥托·伯格在铂矿、铌铁矿中探测到这种元素,并正式名命名为——铼。

科学家介绍:铼是一种银白色的重金属,化学符号Re,熔点℃,沸点℃。它是熔点、沸点最高的元素之一;是地球地壳中最稀有的元素之一,含量预估为十亿分之一,且多数与钼共生。

从属性上看,铼只是一个熔沸点较高、储量很低、有些普通的稀有元素。但是,小编却要告诉大家,从现代工业的角度上讲,铼可以说是至关重要!甚至不少地质学家把它比喻成“珍宝铼”。

经过询问,几位地质研究员告诉小编:铼这种稀散金属,由于它比钻石开采难度更大,因此价格十分昂贵。小编查询到:年8月,铼平均售价1kg/$(美元)。大家要知道,当时的金价才每金衡盎司.30$(美元)。

因为,铼可以应用在航空、火箭发动机的燃烧室、涡轮叶片、排气喷管、高效能喷射引擎等多项尖端军事、工业领域上。所以,铼元素的地位可谓十分重要。然而,在上个世界的很长一段时间里,铼一直被束之高阁。

小编查阅资料发现:-年,受限于当时的科技,大家对“铼”元素的认知普遍不够;更因为铼的储量稀少,科学家仅是将其放在实验室进行研究,并没有进行合理、有效的利用。

年,因为美苏冷战,喷气式飞机得以迅速发展。洛克希德·马丁公司的工程师在研制飞机发动机时发现:机匣与涡轮叶片间保留较宽的缝隙,涡轮前方温度会比较低,叶片不会因工作高温而产生形变。

不过,工程师们随后发现:涡轮前温度每增加℃,发动机功率便会提升15%。比如,大名鼎鼎的B-52轰炸机,采用J57发动机时,涡轮温度k,推重比为3-4;当换装J59发动机时,涡轮温度k,推重比竟然上升到了5-6。

因此,工程师们首先改进了涡轮发动机。新发动机被命名为:涡扇发动机,也就是现在的主流发动机。它可以更加充分地利用涡轮前的高温、风扇旋转的能量,让发动机性能得以进一步提升。比如J59的改进型,涡轮温度k,推重比达到了7.5-8.5。

随着推重比的增加,涡轮温度升高,工程师们发现,由镍合金构成的涡轮叶片开始逐渐蠕变(变形),甚至与发动机机匣子发生碰撞。此时,作为熔点仅次于钨的铼终于走进了大家的视野。

年,麦道公司在F-15的发动机涡轮叶片上,混合了3%的铼,工程师发现:叶片抗高温效果异常良好。年,科学家将铼的含量提升到6%,结果F-22的机动性获得了大幅度的提升,达到了惊人的2.25马赫(km/h)。

NASA发现:在合金中,添加铼元素后,合金的高温抗蠕变强度会大大增加。于是,NASA将铼合金应用在火箭发动机的尾喷管。他们发现,铼合金制造的火箭尾喷管,可以在℃高温下,反复烘烤10万次而不达到热疲劳。

尝到甜头的NASA于是大手一挥,将阿波罗号的飞船发动机、助推火箭发动机全部采用铼合金,以期增加推力。作为地球上熔、沸点最高的元素之一,铼元素更是被欧洲核物理学家看中,作为可控核聚变反应炉内壁的备选材料。

从此,在人类现代工业中,铼终于找到了自己的用武之地。但,正如小编前文所说:铼是一种极为稀缺的资源。根据美国地质调查局年发布的数据,全球铼储存量约为t。其中,智利最为丰富t、美国t、俄罗斯t、哈萨克斯坦t。

自此,全球80%的铼元素都被都应用在航空发动机上。据资料统计,仅通用电气、罗尔斯、普拉特三大航空发动机巨头就使用了全球68%的铼。因此,西方对铼元素的消耗量是巨大的,每年达到了70t。

尽管我国从年就开始进行铼元素探寻,却在50年时间里,一直没有探明大规模储藏。要知道:巧妇难为无米之炊,资源决定了科技发展的速度。作为涡轮叶片的主要材料,正是因为铼资源的稀缺,我国在航空发动机领域一直没有很大的突破。

年,地质学家在陕西省洛南县中发现大型铼矿,储量约为t;年,地质勘探队在安徽省泾县发现铼矿,探明储量30t,开发条件极为良好。终于,这些探明的铼矿帮助我们工业发展,迈出坚实的第一步。

此前,我国铼资源大多依靠进口,由于数量一直受限,加之自身产量不高,只能优先供给航天火箭的发动机使用。时至今日,铼矿的发现才让我国的航空、航天事业得以飞速发展。

近期,中国科学家宣布:将铼用在航天器的涂层使用。众所周知,航天器在往返太空时,由于与大气层的剧烈摩擦会产生的高温,这对航天器的要求非常高。因此,科学家看中了铼的熔点较高,决定采用铼当作航天器的涂层使用。

铼资源的发现,让我国的航空、航天领域有了进一步的发展;更让我们的航空发动机的性能有了大规模的提升。在我们有了坚实的资源保障后,期待科学家可以获得更大的科技突破!大家对此有什么看法,欢迎在评论区留言!



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