錸作為一種戰(zhàn)略金屬,錸獲得了各主要國家的強(qiáng)烈關(guān)注。美國更是一馬當(dāng)先,世界最大錸生產(chǎn)商美國鉬金屬公司,將智利、墨西哥和哈薩克斯坦的大部分錸產(chǎn)量,以長期合同的形式壟斷性的加以占有。而且美國本土的生產(chǎn)只為保持生產(chǎn)技術(shù),所有本土產(chǎn)品和相當(dāng)一部分進(jìn)口產(chǎn)品都會儲備起來。
錸具有如此重要的戰(zhàn)略意義,除了它的開采和提取難度大,更本質(zhì)的原因在于它的優(yōu)良特性。而金屬錸或者說錸的化合物擁有的這些特性,統(tǒng)統(tǒng)可稱為“錸效應(yīng)”,下面就來看看錸效應(yīng)的神奇之處吧。
01.優(yōu)良的催化功能。錸對很多化學(xué)反應(yīng)具有高度選擇性的催化功能,因此錸主要用作石油工業(yè)的催化劑,合成高辛烷值汽油。世界上錸在這方面的消耗量曾經(jīng)占總消耗量的60%以上。美國和德國還獲得了制造錸過濾器凈化汽車尾氣的zhuanli技術(shù)。
02.高度的電子發(fā)射性。錸具有很高的電子發(fā)射性能,廣泛應(yīng)用于無線電、電視和真空技術(shù)中。錸鎢合金用來制造電子管陰極,壽命比鎢長100倍。錸用于制造電接觸器,特別是制造海船永磁發(fā)電機(jī)接觸器,經(jīng)久耐用。
03.極佳的合金改良效果。錸本身具有良好的塑性,在高溫和低溫情況下,都沒有脆性,抗拉強(qiáng)度和抗蠕變強(qiáng)度優(yōu)于鎢、鉬和鈮。若向難熔金屬鎢、鉬、鉻中添加錸,可以提高材料的強(qiáng)度、塑性和焊接性能,降低韌-脆轉(zhuǎn)變溫度和再結(jié)晶脆性。例如W-Re和Mo-Re合金具有良好的高溫強(qiáng)度和塑性。
同時錸對單晶高溫合金顯微組織、力學(xué)性能、不穩(wěn)定相及單晶缺陷等的影響顯著,可以增強(qiáng)單晶合金的高溫抗蠕變性能。而單憑這一點(diǎn),就為錸在航空發(fā)動機(jī)上的應(yīng)用打開了一扇大門。
錸的加入使得高溫合金的強(qiáng)度和耐高溫能力提高,單晶合金的組織性能也得到了極大改善。因而,近年來人們逐漸開始利用錸生產(chǎn)高性能單晶高溫合金,并將其應(yīng)用于航空發(fā)動機(jī)的葉片,以至錸在航空發(fā)動機(jī)工業(yè)中的應(yīng)用達(dá)到了全部錸用量的80%。
我們可以從錸在單晶合金中的應(yīng)用看到其在航空發(fā)動機(jī)上應(yīng)用的變化。第一代單晶合金是不含錸的;部分第二代單晶合金開始采用了錸,比如俄國ЖС36,采用了2%的錸,美國CMSX-4 采用了3%的錸;第三代單晶合金,以美國ReneN6 、CMSX-10為代表,兩種牌號錸的含量最高分別達(dá)5.6% 和7%;第四代單晶合金,以日本的TMS-138和MC-NG為代表,二者分別含錸5%和含錸4%;第五代單晶合金,以日本的TMS-162為代表。含錸6%。
錸的使用增加暗示著渦輪冶金技術(shù)的兩大進(jìn)步:提高鎳基高溫合金的性能以及制造出性能更優(yōu)的用于單晶葉片的合金。這兩項(xiàng)技術(shù)都能使渦輪(尤其是高壓渦輪)在更高溫度下工作。這樣的話,設(shè)計(jì)者就能加大渦輪壓力,進(jìn)而提高作業(yè)效率;或者發(fā)動機(jī)可以加快燃料燃燒的速度,進(jìn)而產(chǎn)生更大的推力。