9月初,,一則《中國發(fā)現(xiàn)超級金屬“錸”》的消息引起熱議,,稱這一稀有金屬能突破航空發(fā)動機研制的瓶頸。
“錸”是個什么金屬,,與航空發(fā)動機的關(guān)系是什么,?有了“錸”,,我國航空發(fā)動機就能有質(zhì)的飛躍嗎?9月11日,,北京天驕航空產(chǎn)業(yè)投資有限公司創(chuàng)新研究院副院長,、國家“千人計劃”專家王光秋在接受科技日報記者采訪時稱,航空發(fā)動機研制是一個系統(tǒng)工程,,不會單靠“錸”就有大的突破,,其僅是增加發(fā)動機材料性能的因素之一。
稀有,、高熔點,、結(jié)實難開裂
先看看“錸”的前世今生。
錸,,一種金屬元素,,是高熔點金屬之一,。根據(jù)業(yè)內(nèi)權(quán)威的《蘭氏化學手冊》,錸是僅次于鎢(3308攝氏度)的第二難熔金屬,,熔點為3180攝氏度,。
百度百科查詢,錸還是一個真正的稀有元素,,在地殼中的含量僅僅大于鏷和鐳,。再加上它不形成固定礦物,通常與其他金屬伴生,,使它成為自然界最后被發(fā)現(xiàn)的稀有元素,。
1872年,門捷列夫根據(jù)元素周期律預言,,在自然界中存在一個尚未發(fā)現(xiàn)的,,原子量為190的“類錳”元素。直到1925年,,德國化學家諾達克用光譜法在鈮錳鐵礦中發(fā)現(xiàn)了這個元素,,取萊茵河稱謂將其命名為“錸”。
據(jù)《蘭氏化學手冊》,,除高熔點外,,錸有極高的強度且塑形很好(俗稱“既結(jié)實又難以開裂”),在高溫,、急速冷卻和猛烈加熱并帶有強烈機械沖擊和振動的條件下,,“錸”也具備極佳的長時間工作抵御變形和開裂能力。
增加渦輪葉片合金材料性能的元素之一
渦輪葉片為現(xiàn)代航空發(fā)動機中一個關(guān)鍵部件,,在發(fā)動機工作時不僅需同時承受約1600攝氏度高溫,、數(shù)十個大氣壓和以每分鐘數(shù)萬的轉(zhuǎn)速,還要承受強大離心力的持續(xù)作用,。
“如此嚴苛的工作條件,,發(fā)動機所用材料仍需做到不能熔化,不能變形,,不能斷裂,。而錸的一系列特性,使之成為極佳選材之一,。”王光秋說,,比起上一代航空發(fā)動機采用的定向結(jié)晶的普通葉片,,新一代則普遍采用單晶葉片,這可增加200攝氏度左右的渦輪燃燒溫度,,有錸加入單晶葉片,,可以增強材料各方面的性能,。
錸加入單晶葉片的歷史或有20年左右。但由于錸量少且提純成本高,,使其價格十分昂貴,,不可能大范圍用于航空發(fā)動機研制。據(jù)《南方財富網(wǎng)》援引美國地質(zhì)調(diào)查局報告稱,,全球探明的錸儲量僅為2500噸左右,,其價格跟白金價格相仿,一克大概需要兩三百塊錢,。另據(jù)資料顯示,,2010年,中國陜西某礦山勘探到176噸,。