Ứng dụng Rheni

Động cơ F-15 sử dụng rheni có trong siêu hợp kim thế hệ 2

Rheni được bổ sung vào các siêu hợp kim chịu nhiệt độ cao sử dụng trong chế tạo các bộ phận của động cơ phản lực, chiếm tới 70% sản lượng rheni toàn thế giới[38]. Ứng dụng lớn khác là trong các chất xúc tác platin-rheni, được sử dụng chủ yếu trong sản xuất xăng có chỉ số octan cao và không chứa chì[35][39].

Hợp kim

Các siêu hợp kim trên cơ sở niken có độ dão được cải thiện khi có sự bổ sung rheni. Các hợp kim thường chứa 3% tới 6% rheni[40]. Các hợp kim thế hệ hai chứa 3%; chúng được sử dụng trong các động cơ của F-15 và F-16, trong khi các hợp kim thế hệ ba đơn tinh thể mới chứa 6% rheni; chúng được sử dụng trong động cơ của F-22 và F-35[39][41]. Mức tiêu thụ năm 2006 được đưa ra là 28% cho General Electric, 28% cho Rolls-Royce plc và 12% cho Pratt & Whitney, tất cả đều là siêu hợp kim, trong khi sử dụng làm chất xúc tác chỉ chiếm 14% và toàn bộ các ứng dụng khác là 18 %[38]. Năm 2006, 77% lượng rheni tiêu thụ tại Hoa Kỳ là trong các hợp kim[39].

Rheni cải thiện các tính chất của wolfram và vì thế là vật liệu tạo hợp kim quan trọng nhất đối với wolfram. Các hợp kim wolfram-rheni là mềm hơn ở nhiệt độ thấp làm cho chúng dễ dàng hơn trong việc gia công cơ khí, trong khi độ ổn định ở nhiệt độ cao cũng được cải thiện. Tác động này tăng lên theo hàm lượng rheni, và vì thế các hợp kim wolfram được sản xuất để chứa tới 27% Re, nó cũng là giới hạn độ hòa tan[42]. Một ứng dụng cho các hợp kim wolfram-rheni là các nguồn tia X. Điểm nóng chảy cao của cả hai thành phần tạo hợp kim, cùng với khối lượng nguyên tử lớn, làm cho chúng ổn định trước va chạm của các electron kéo dài[43]. Các hợp kim rheni của wolfram cũng được dùng như là các cặp nhiệt điện để đo nhiệt độ lên tới 2.200 °C[44].

Độ ổn định trước nhiệt độ cao, áp suất hơi thấp, độ kháng mài mòn tốt và khả năng chống lại ăm mòn hồ quang của rheni là hữu ích trong chế tạo các công tắc điện tự làm sạch. Cụ thể, các tia lửa điện xuất hiện trong quá trình chuyển mạch sẽ ôxi hóa các tiếp điểm. Tuy nhiên, ôxít rheni Re2O7 có độ ổn định thấp (hăng hoa ở ~360 °C) và vì thế bị loại bỏ trong quá trình đóng mở mạch[38].

Rheni có nhiệt độ nóng chảy cao và áp suất hơi thấp tương tự như tantali và wolfram, tuy nhiên, rheni tạo thành các ôxít không bay hơi. Vì thế, các sợi rheni thể hiện độ ổn định cao nếu như chúng được vận hành không phải là trong chân không mà là trong môi trường khí quyển chứa ôxy[45]. Các sợi này được sử dụng rộng rãi trong phổ khối lượng, trong áp kế ion hóa[46] và trong các đèn flash trong nhiếp ảnh.[47].

Chất xúc tác

Rheni trong dạng hợp kim rheni-platin được sử dụng làm chất xúc tác trong cải tạo xúc tác (catalytic reforming), là một quy trình hóa học chuyển hóa các ligroin xăng dầu với chỉ số octan thấp thành các sản phẩm lỏng với chỉ số octan cao. Trên thế giới, 30% chất xúc tác sử dụng cho quy trình này có chứa rheni[48]. Hoán đổi olefin là phản ứng khác trong đó rheni cũng được dùng làm chất xúc tác. Thông thường Re2O7 trên alumina được sử dụng cho quy trình này[49]. Các xúc tác rheni kháng lại khá tốt trước độc tố hóa học từ nitơ, lưu huỳnh và phốtpho, và vì thế được dùng trong một số loại phản ứng hiđrô hóa nhất định[8][50][51].

Khác

Các đồng vị Re188 và Re186 có tính phóng xạ và được dùng trong điều trị ung thư gan. Cả hai đều có độ sâu thâm nhập tương tự trong mô (5 mm cho Re186 và 11 mm cho Re188), nhưng Re186 có ưu thế do có thời gian tồn tại lâu hơn (90 giờ so với 17 giờ)[52][53].

Có liên quan bởi tính chu kỳ, rheni có tính chất hóa học tương tự như tecneti; công việc thực hiện với nhãn rheni về phía các mục tiêu thường có thể được thực hiện giống như với tecneti. Điều này là hữu ích cho dược phóng xạ, trong đó rất khó làm việc với tecneti - đặc biệt là đồng vị Tc99m sử dụng trong y học - do giá thành cao và chu kỳ bán rã ngắn của nó[52][54].

Tài liệu tham khảo

WikiPedia: Rheni http://www.galleries.com/minerals/sulfides/rheniit... http://books.google.com/books?id=UWBWnMOGtMQC http://books.google.com/books?id=j-Xu07p3cKwC http://www.minormetals.com/ http://www.platinummetalsreview.com/pdf/pmr-v22-i2... http://in.reuters.com/article/oilRpt/idINL10375879... http://www.webelements.com/webelements/elements/te... http://books.google.de/books?id=5WIBbmmDm-gC&pg=PA... http://books.google.de/books?id=foLRISkt9gcC&pg=PA... http://books.google.de/books?id=n09-HajhRHYC