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鎢元素耐高溫比金屬錸強的多,為何國產航空發動機葉片不用耐高溫的鎢,卻改用缺乏稀少性能的錸?

作者:訪客發布時間:2021-11-05分類:催化劑及助劑瀏覽:147


導讀:錸于1925年在德國被發現,是最后一種被發現的天然元素,錸是地球上最稀有的金屬之一。它在自然界中不會以化合物的形式出現。然而,它廣泛分布在地殼各處,達到百萬分之0.001的程度。錸...

錸于1925年在德國被發現,是最后一種被發現的天然元素,錸是地球上最稀有的金屬之一。它在自然界中不會以化合物的形式出現。然而,它廣泛分布在地殼各處,達到百萬分之0.001的程度。錸不是游離的未化合金屬,也沒有發現可開采的礦石。氧化釓和輝鉬礦中可能含有少量錸,錸是通過鉬冶煉廠的煙塵提取出來的。世界年產量約為5噸,錸的估計儲量為3500噸,主要分布在美國、俄羅斯和智利。

提煉和加工工藝復雜,造成錸成本非常高,直到1950年初鎢錸和鉬錸合金被制備出來后,這些合金才在工業上得到重要的應用,這導致了對從斑巖銅礦中輝鉬礦部分生產錸的巨大需求。錸的重要用途是鉑錸催化劑,主要用于生產無鉛高辛烷值汽油和用于噴氣發動機部件的耐高溫合金。 錸是熔點很高的金屬,鎢是唯一熔點高于錸的金屬元素。

錸被用作鎢和鉬基合金的添加劑,這些合金用于爐絲和x光機。錸還被用作電接觸材料,因為它有良好的抗磨損和抗電弧腐蝕性能。 錸與鉑合金用于催化高辛烷值烴石油生產無鉛汽油。 錸鎢合金的其他應用是x光管和旋轉x光陽極。錸鉬合金是10K溫度下的超導體。錸偶爾被用來電鍍珠寶。 錸催化劑具有優良的耐失活性能,用于精細化學品的氫化。錸鎳合金制造單晶渦輪葉片, 錸由于耐高溫和耐腐蝕性能被用作渦輪發動機葉片用高溫合金的重要成分,這是錸當今的主要用途。錸是高溫下使用的理想金屬,這使得它也適用于火箭發動機。

雖然鎢的熔點最高,但它非常重。超重在飛機設計中是有害的。 一些需要最耐熱的零件,如渦輪葉片,承受的旋轉離心力直接隨零件質量增加而增加。因此,鎢等高質量材料會增加零件必須承受的力,每片葉片承受以噸為單位力量的考驗。鎢也很脆,如果渦輪葉片出現故障產生碎片,結果很嚴重,發動機內部相當于挨了幾發穿甲彈。

飛機渦扇發動機

大多數關鍵耐熱用途不需要高熔點金屬,這使得其他材料更適合。 鎢可以用于壓載或配重應用,但是鉛在這里也很好還便宜。在對熱敏感的超音速飛機上,鎢可能是合適選擇,因為鉛的熔點非常低,只有327.5℃。在速度最快的超音速飛機比如黑鳥偵察機上,機頭和機翼表面溫度可能達到200-500℃,因此鉛不適合這些應用,鎢就派上用場了。

標簽:耐高溫航空發動機葉片


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