比稀土还稀缺的战略资源!我国储量不足300吨,可能会被卡脖子?

有一种材料,它是制造航空发动机最关键的金属,我国储量不足300吨,这个金属就是铼。

在化学元素周期表中,银白色的重金属铼以其独特的性质和重要的应用价值引人注目。作为一种稀有的过渡金属,铼在地壳中的含量极低,而且提炼起来十分麻烦,要不然它也不会这么晚才被发现。

铼的历史可谓是一段充满传奇色彩的探索之旅。1908年,化学家小川正孝宣称发现了第43号元素,他将其命名为Np。然而,经过后人的重新检验,发现小川正孝闹了一个乌龙,他所发现的压根不是43号元素,而是75号元素铼。

因此,小川正孝与铼擦肩而过,由于当时的技术限制和认知局限,他未能准确识别这一元素。关键是他把相对原子质量算错了,误差这么大,所以Np这个化学符号并没有被国际承认。

真正让铼元素走入科学界视野的是德国化学家沃尔特和奥托·伯格。这对好基友在1925年用X射线在铂矿和铌铁矿中探测到了铼元素,并根据德国莱茵河的名字将其命名为Re。

到了1928年,他们成功地从660公斤辉钼矿中提取出了1克铼元素,标志着铼元素的正式发现。

铼因其独特的物理和化学性质,在多个领域都有着广泛的应用。例如,铼合金可以制造特种白炽电灯泡的电灯丝,以前地下矿井中经常用到这种大灯泡;还可以制造卫星的耐高温外壳。

在核裂变反应堆中,铼合金也用作防护板,外加超高温加热器以蒸发金属。此外,铼合金在火箭、导弹上用作高温涂层,航天领域宇宙飞船用的仪器和高温部件如热屏蔽、电弧放电发生器、高压电接触器都有用到这种金属,铼就是为高温而生的。

耗铼大户是航空领域,特别是军用小涵道比的发动机,没有铼就转不起来!

单晶铼合金涡轮叶片和燃烧室是航空发动机中的核心部件,它们需要在极高的温度和压力环境下工作,铼的高熔点和耐腐蚀性使其成为制造这些部件的理想材料。通过利用铼及其合金的优异性能,能显著提高航空发动机的工作效率和使用寿命,为飞机的安全飞行提供有力保障。

日本在研制“心神”战机的时候,解决不了铼单晶合金的大规模制造,所以这款飞机到现在还没有大批量生产。我国的歼20也是在解决这个技术以后,才实现了航发自由,且发动机寿命突破4000小时。

此外,铼及其合金还广泛应用于喷气式发动机和火箭发动机等其他航空航天发动机中。不要看马斯克的不锈钢火箭外表很粗糙,它的内部发动机喷口关键零件也是用铼制作的。

这么优秀的一种金属,我国储备有多少呢?答案让人失望,只有300吨。

全球铼的总储量预估为2500吨左右,其中一半左右分布在智利,这对我国极为不利,因为我国铼资源的储备情况并不乐观。目前,中国的铼储量仅占全球总储量的12%左右,战时美国可以控制智利政府,对我国进行封锁。毕竟智利虽然在南半球,但是它离美国还是要近一些。

铼不像芯片,被封锁了可研发不出来,它属于基础原材料。

其实,我国早在2005年就成立了相关工作小组,对像铼这样对军工和航天有重大作用的稀有金属进行出口管制,同时不断进口,确保储备充足。另外,我国还专门成立了特种金属回收专项小组,铼合金叶片寿命到期后,会被重新提炼出来重复使用,以中国目前的工业水平完全做的到。目前我国最大的问题恰恰是石油天然气严重依赖进口。

虽然我国不是铼金属的储量大国,但是中国是全球最大的钼矿和铜矿加工国,而金属铼往往伴生在这两个矿石中间。11万吨钼矿里面就能提炼出30吨的铼,我国在进口钼矿的同时也相当于在进口铼。

这些年随着新概念发动机的问世,航空领域对于铼金属的需求在未来会逐步减少。

就拿旋转爆震发动机来说,它完全可以用不锈钢来制造,即便是导波锥也可以用碳化钨来制造,耐高温材料有的是。但是在高温下要保证强度,同时又要保证高转速和重量轻,只有铼合金可以。而旋转爆震发动机不需要叶片转动,因为它压根就没有叶片,什么都是固定的,结构简单零部件少,重一点也无所谓。

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页面更新:2024-04-03

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