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(jī)研制的瓶頸,。
“錸”是個什么金屬,與航空發(fā)動機(jī)的關(guān)系是什么,?有了“錸”,,我國航空發(fā)動機(jī)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(jì)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(jī)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(jī)材料性能的因素之一。
稀有,、高熔點(diǎn)、結(jié)實(shí)難開裂
先看看“錸”的前世今生,。
錸,,一種金屬元素,是高熔點(diǎn)金屬之一,。根據(jù)業(yè)內(nèi)權(quán)威的《蘭氏化學(xué)手冊》,,錸是僅次于鎢(3308攝氏度)的第二難熔金屬,熔點(diǎn)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(yù)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(xué)家諾達(dá)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(xué)手冊》,除高熔點(diǎn)外,,錸有極高的強(qiáng)度且塑形很好(俗稱“既結(jié)實(shí)又難以開裂”),,在高溫、急速冷卻和猛烈加熱并帶有強(qiáng)烈機(jī)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(jī)中一個關(guān)鍵部件,,在發(fā)動機(jī)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(qiáng)大離心力的持續(xù)作用,。
“如此嚴(yán)苛的工作條件,發(fā)動機(jī)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(jī)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(qiáng)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(jī)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,。