钟模科普作品选:化工·地质·环境漫谈
上QQ阅读APP看书,第一时间看更新

16 电气工业发展催生的新元素——铼

1920年,由于电气工业的发展,迫切需要一种比钨更耐高温的金属。当时,化学家们首先想到化学元素周期表上钨旁边的一个空格——这个元素还没有被发现。根据化学元素周期律可以推知,这个没有被发现的元素的性质会和钨很相似,熔点很高,很可能满足电气工业的需要。于是人们开始有意识地去寻找这个元素。德国地球化学家诺达克夫妇从1922年起,对铂矿石、铌铁矿、钽铁矿、软锰矿等1800多种矿物进行分析,终于在1925年从铂矿中发现了这一新元素。为了纪念他们的故乡——德国莱茵市,他们把这个新元素命名为“铼”。

铼是银白色难熔金属,常温下在空气中稳定,300℃时开始氧化。它不溶于盐酸,但溶于硝酸和热浓硫酸,生成铼酸,铼可生成1~7价的化合物。铼是电气工业上非常好的材料。铼很重,1立方米的铼重达21吨,它熔点极高,达3170℃,仅次于最难熔的金属——钨。

在高温真空中,钨丝的机械强度和可塑性显著降低,但只要在钨中加入少量铼,便可大为改观。例如,含铼5%~20%的钨铼合金,伸展长度便比纯钨丝长11~23倍。铼对水蒸气的稳定性也比钨高,用铼镀在电灯的钨丝上,可使电灯泡寿命延长5倍。

铼不怕高温,不怕火,即使在2000℃以上,它不仅没被熔化,而且表面仍然银光闪闪。这一宝贵的性能,是其他金属所少有的。因此,铼被用来制造人造卫星和火箭的外壳,还被用来制造谐振型原子核反应堆的衬套反射保护板。它还被用来制造测量2000℃的高温热电偶。

铼主要用作石油工业的催化剂。铼具有很高的电子发射性能,广泛用于无线电、电视和真空技术中。铼合金能耐高温,耐磨损,硬度大,用以制成的弹簧,在800℃的高温下仍能正常工作,不失去弹性。铼合金常用以制造钢笔笔尖及精密仪器的零件。

铼的矿物很少,多以微量伴生于钼、铜、铅、锌、铂、钯等矿物中,迄今只有前苏联发现了一种铜铼硫化矿物(CuReS4)。目前工业上生产铼的主要原料是钼冶炼过程的副产品。人们常从某些铜矿的冶炼烟尘和处理低品位钼矿的废液中回收铼,因此,铼属于稀散元素矿产。