钨元素耐高温比金属铼强的多,为何国产航空发动机叶片不用耐高温的钨,却改用缺乏稀少性能的铼

全世界最大的钨储藏国是中国
虽然岩石有很多种,但大多数岩石中又都含有钨,只不过普遍存在于岩石中的钨,其实际含量占比很小 。具体来说,地壳中钨的分布比较广泛,但占比大约只有0.001%的样子,所以,要想从各种岩石里面提取出钨就很难,所以,钨的纯度和产量都与技术水平有很大关系 。
大家都知道金属有有色金属和黑色金属之分,比如钨就是有色金属中的一种,钨在冶炼之后会呈现出银白色 。不知道有多少人知道,其实我国就是全世界范围内储藏量最大的国家 。至少到目前为止,不管是钨的出口量、还是钨的年产量,中国都位居世界第一 。

钨元素耐高温比金属铼强的多,为何国产航空发动机叶片不用耐高温的钨,却改用缺乏稀少性能的铼


熔点最高的金属是钨,铼的熔点排在第三位!
自然界中有很多种金属,我们通常把那些高熔点的稀有金属叫做难熔金属,除了钨以外,其实铌、钒、钽、锆、铼和铪都包括在这个范畴里面,他们共有的属性就是具有良好的抗蚀性,并具有硬度大和熔点高的特征 。比如,钨的熔点超过1650摄氏度,要想出现氧化物挥发的情况,那就需要满足温度达到1000摄氏度以上这个条件 。
铼这种稀有金属实在1925年才被发现的,在实际生产过程中,很多时候都是从焙烧烟气(必需含有钼)里面提取,美国和智利等国每年都会产出四五十吨铼 。虽然,铼的沸点在所有金属中排名第一,但它的熔点并没有钨高,如果是在标准温度和压力的条件下,哪怕是王水、硫酸,还是盐酸,铼都可以抵抗这些物质的强腐蚀性 。
钨元素耐高温比金属铼强的多,为何国产航空发动机叶片不用耐高温的钨,却改用缺乏稀少性能的铼


铼的应用只是发动机叶片?
首先,铼的价格并不便宜,这也是为什么在实际应用中,很多时候使用的都是含有铼这种物质的合金,而所有合金中运用最广泛的又是钼铼和钨铼,且具有很好的塑性和耐高温能力 。说得再详细一点,钨铼中铼的含量占比,大约处于10%到26%这个去间,而钼铼中铼的含量波动,则高达11到50% 。
也就是说,铼这种物质的应用,并不是仅局限于发动机的叶片上,正如涡轮叶片、喷气发动机的燃烧室、火箭引擎、高效能喷射引擎,以及排气喷嘴便很可能是由镍铼高温合金制成的 。毫不夸张的说,很多人身上佩戴的钻石,其实都没有铼的获取难度更大,而钨也会因为铼的加入而增强自身的物理特性 。
钨元素耐高温比金属铼强的多,为何国产航空发动机叶片不用耐高温的钨,却改用缺乏稀少性能的铼


钨的发现时间比铼早,可循环利用!
【钨元素耐高温比金属铼强的多,为何国产航空发动机叶片不用耐高温的钨,却改用缺乏稀少性能的铼】早在1781年的时候,一个名叫舍勒的瑞典化学家就发现了钨的存在,当时间来到1900年,钨丝灯破首次再巴黎世界博览会上正式亮相 。在钨的应用过程中,我们不仅享受到了科学技术进步带来的便捷和高效,而且有效提高了资源的利用率 。
从全球来看,钨的应用有一半都集中在了优质钢的冶炼上,虽然钨丝灯泡这样的东西在过去很常见,但实际应用是钨丝的占比只有10%左右 。客观来看,钨的应用要比铼广泛得多,不仅涉及到航天、交通和电子这些领域,而且还应用在了建组、轻工和化工等方面 。
钨元素耐高温比金属铼强的多,为何国产航空发动机叶片不用耐高温的钨,却改用缺乏稀少性能的铼


可能有人会说,既然钨和铼这些稀有金属的存在量级都不大,那为什么这些物质被发现这么多年了还没用光?其实,很好回答,因为在岩石中越是稀有的物质,便越难从岩石中开采出来 。而且,不同于石油这些物质,钨和铼在很多时候都具有可重复使用的优势,虽然它们的自然储量没有那么大,但外界一般都无法改变它的现有状态 。

推荐阅读