¿Qué es el "renio precioso" en los diamantes? ¿Por qué depende de ello el desarrollo de la industria de la aviación?
Según los científicos, el renio es un metal pesado plateado con símbolo químico Re, punto de fusión 3186 y punto de ebullición 5596. Es uno de los elementos con mayores puntos de fusión y ebullición. Es uno de los elementos más raros de la corteza terrestre, con concentraciones estimadas en miles de millones, la mayoría de las cuales se producen en simbiosis con el molibdeno.
En términos de la naturaleza, el renio es sólo un elemento raro con un alto punto de fusión y bajas reservas, y también es un elemento común. Pero déjame decirte que desde un punto de vista industrial moderno, ¡el renio es muy importante! Muchos geólogos incluso lo comparan con el "precioso renio".
Después de investigar, varios investigadores geológicos me dijeron que el renio, un metal raro, es muy caro porque es más difícil de extraer que los diamantes. Desde mi consulta hasta agosto de 2013, el precio de venta promedio del renio fue de 1 kg/USD 4575. Debes saber que el precio del oro en ese momento era de sólo 142,30$ (USD) por onza troy.
Porque el renio se puede utilizar en muchos campos militares e industriales de vanguardia, como la aviación, las cámaras de combustión de motores de cohetes, las palas de turbinas, las boquillas de escape y los motores a reacción de alta eficiencia. Por tanto, el renio juega un papel muy importante. Sin embargo, el renio estuvo aparcado durante mucho tiempo en el último mundo.
Revisé la información y descubrí que entre 1925 y 1950, debido a la tecnología de la época, la gente generalmente no sabía lo suficiente sobre el elemento renio y debido a la escasez de renio, los científicos simplemente lo expresaban; en el laboratorio Allí se realizaron investigaciones y no se hizo un uso razonable y eficaz de las mismas.
Durante la década de 1950, debido a la Guerra Fría entre Estados Unidos y la Unión Soviética, los aviones a reacción se desarrollaron rápidamente. Cuando los ingenieros de Lockheed Martin estaban desarrollando motores de avión, descubrieron que había un gran espacio entre la carcasa y las palas de la turbina. La temperatura delante de la turbina sería más baja y las palas no se deformarían debido a las altas temperaturas de funcionamiento.
Sin embargo, los ingenieros descubrieron más tarde que cada aumento de temperatura delante de la turbina aumentaba la potencia del motor en un 100%. Por ejemplo, cuando el famoso bombardero B-52 usa el motor J57, la temperatura de la turbina es 1300k y la relación empuje-peso es 3-4; cuando se reemplaza el motor J59, la temperatura de la turbina es 1500k y el empuje; La relación peso-peso aumenta a 5-6.
Así que los ingenieros primero mejoraron el motor de turbina. El nuevo motor recibió el nombre de motor turbofan, que ahora es el motor principal. Puede aprovechar al máximo la alta temperatura frente a la turbina y la energía de rotación del ventilador para mejorar aún más el rendimiento del motor. Por ejemplo, el J59 mejorado tiene una temperatura de turbina de 1700k y una relación empuje-peso de 7,5-8,5.
A medida que aumentaba la relación empuje-peso y aumentaba la temperatura de la turbina, los ingenieros descubrieron que las palas de la turbina hechas de aleación de níquel comenzaron a deslizarse (deformarse) gradualmente e incluso a chocar con la carcasa del motor. En ese momento, el renio, cuyo punto de fusión es superado solo por el tungsteno, finalmente entró en el campo de visión de todos.
En 1970, McDonnell Douglas mezcló renio 3 en las palas de la turbina del motor F-15. Los ingenieros descubrieron que las palas tenían una excelente resistencia a las altas temperaturas. En 2003, los científicos aumentaron el contenido de renio a 6. Como resultado, la maniobrabilidad del F-22 ha mejorado enormemente, alcanzando un asombroso Mach 2,25 (2410 km/h).
La NASA descubrió que la resistencia a la fluencia a alta temperatura de la aleación mejorará enormemente añadiendo renio. Por lo tanto, la NASA utiliza aleaciones de renio en las toberas de cola de los motores de cohetes. Descubrieron que una boquilla de cohete hecha de aleación de renio se puede hornear 6,5438 millones de veces a una temperatura alta de 2200 grados Celsius sin causar fatiga térmica.
Después de probar su dulzura, la NASA utilizó aleaciones de renio en los motores de las naves espaciales Apolo y en los motores de los cohetes propulsores con un movimiento de las manos para aumentar el empuje. El renio, uno de los elementos con el punto de fusión más alto de la Tierra, es considerado por los físicos nucleares europeos como un material alternativo para las paredes internas de los reactores de fusión controlada.
Desde entonces, el renio finalmente ha encontrado su lugar en la industria humana moderna. Sin embargo, como dije antes, el renio es un recurso extremadamente escaso.
Según datos publicados por el Servicio Geológico de Estados Unidos en 2015, las reservas mundiales de renio son de aproximadamente 2.500 toneladas. Entre ellas, Chile tiene las reservas más abundantes con 1.300 toneladas, Estados Unidos tiene 390 toneladas, Rusia tiene 310 toneladas y Kazajstán tiene 190 toneladas.
Desde entonces, el 80% del renio mundial se ha utilizado en motores de aviones. Según las estadísticas, sólo tres gigantes de los motores aeronáuticos, General Electric, Rolls-Rolls y Pratt, utilizan el 68% de la producción mundial de renio. Por tanto, el consumo de renio en Occidente es enorme, alcanzando las 70 toneladas al año.
Aunque mi país comenzó a explorar en busca de renio en la década de 1960, no ha habido almacenamiento a gran escala durante 50 años. Ya sabes: es difícil preparar una comida sin arroz y los recursos determinan la velocidad del desarrollo tecnológico. Como material principal de las palas de las turbinas, mi país no ha logrado grandes avances en el campo de los motores aeroespaciales precisamente debido a la escasez de recursos de renio.
En 2010, los geólogos descubrieron un depósito de renio a gran escala en el condado de Luonan, provincia de Shaanxi, con reservas de aproximadamente 176 toneladas; en 2017, un equipo de exploración geológica descubrió un depósito de renio en el condado de Jingxian, provincia de Anhui, con reservas probadas de 30t y las condiciones de desarrollo son excelentes. Finalmente, estos minerales de renio probados ayudaron a nuestro desarrollo industrial y dieron un primer paso sólido.
Anteriormente, China dependía de las importaciones para la mayoría de sus recursos de renio. Como la cantidad siempre ha sido limitada y su propia producción no es alta, sólo se puede dar prioridad a los motores de cohetes espaciales. Hoy en día, el descubrimiento del mineral de renio ha permitido que la industria aeroespacial de China se desarrolle rápidamente.
Recientemente, científicos chinos anunciaron que el renio se utilizará en el revestimiento de naves espaciales. Como todos sabemos, cuando una nave espacial viaja hacia y desde el espacio, generará altas temperaturas debido a la fuerte fricción con la atmósfera, lo que impone exigencias muy altas a la nave espacial. Por lo tanto, a los científicos les gustó el alto punto de fusión del renio y decidieron utilizarlo como revestimiento para naves espaciales.