文 /编辑:淩轩
被誉为“工业之花”的航空发动机,是飞机的“心脏”。它在整机价值量中能占到将近三分之一,是衡量飞机性能的关键指标之一。
而这其中最不可缺的就是金属的重要性,在高科技领域,含量极少的稀有金属更是我们赖以发展的必要资源,铼作为航空发动机的“心脏”单晶叶片的制作材料,便更是飞机制造的重中之重。
单晶叶片的在发动机里能够承受1700℃的高温,和40吨的离心力,没有铼,是万万不行的!
但让人揪心的是,我国航天如今发展如此快,铼这种金属却非常稀缺,常年靠进口,甚至美国还背后搞过小动作,妄想用徕卡中国航天发展脖子,事情到底如何?美国成功了吗?
铼为何珍贵?
铼因能够威胁飞机性能、可靠性及经济性的存在,金属铼成为了一个国家经济、工业和国防实力的象征,目前世界上能够独立拥有高性能航空发动机的仅中、英、美、法、俄等寥寥几个国家,可谓技术门槛非常之高。
这如此重要的东西,我国却存量极低,因为它真正的家在智利、美国、俄罗斯……
铼如此抢手,美国和俄罗斯都是军事大国,智利虽小,但作为依靠美国发展的国家更是不能小觑的存在,这样一来,对我国自然资源获取和成本控制都是巨大的大挑战。
1872年,俄国化学家门捷列夫,根据元素周期律大胆预言,自然界中势必要存在一个原子量为190左右并与锰的性质相似的化学元素,他将这个元素命名为类锰。
到了1925年,德国三位化学家根据元素周期表推测,75号元素应位亍元素周期表中第ⅦB族,推测出其所能进行的化学反应,并根据莱菌河的拉丁文名字“Rhenus”命名了铼元素,三年后,他们终于在铂矿石中发现了铼。
1950年,金属铼终于从实验室走出,成为重要的新型金属材料被广泛使用,作为最难熔的金属之一,其熔点高达3180℃,并且机械强度高、具有良好的塑性、优异的机械稳定性。
金属铼没有脆性临界转变温度,在高温和急冷急热条件下均有很好的抗蠕变性能,适于超高温和强热震工作环境,简直是为航空发动机叶片而生的金属!
当然,别以为铼只能在天上飞,它对于医学也颇有作用,例如我们现在所普及的放射性治疗,再就是工业上,铼的化合物是催化剂的得力助手。
而它的超硬材料也在研发中,将来可能在切削工具和耐磨涂层上大展拳脚。
前面提到,美国虽然也是铼储量大国,但是它却并没有大肆挥霍自己国家的原料,而是将爪牙伸向智利这个对它造不成威胁的小国。
美国守住自己的阵地,大份额的金属铼全都从智利进口,而智利为了抱上美国这个“大腿”,自然而然对美国言听计从,以此造成了世界上将近90%的金属铼垄断市场。
狡猾的美国不仅从技术上垄断,还妄想垄断各个地方盛产的珍贵原料。
在此之前,我国曾发现的大量盐湖,事情一公布,美国随即便发表看法,要求中国作为大国应有大国风范,这样的资源该让世界各国分享,而不是自己占为己有,可谓是又当又立。
可我国不是中东,被坑蒙拐骗的美国大肆掠夺石油产业,也不是智利,被威逼利诱成为美国企图操控世界的一枚棋子。
试想,美国何曾因为自己某一方面丰富的资源而张开怀抱与世界共享呢?
中美之间的科技“博弈”
从前些年开始,美国就垄断我国芯片市场,利用芯片优势对中国进行科技霸凌,实施了一系列的限制措施,像是禁止中国企业购买美国芯片、限制高科技出口。
这些措施严重影响了中国的科技产业发展,使中国的芯片企业面临较大的困境。然而,中国并没有退缩,反而加快了芯片产业的发展步伐,如今我国已经有了“中国芯”,打破封锁再上一层楼。
同样,在铼资源的控制上美国仍然对我国造成了不小的制约。
芯片关乎经济,而金属铼关乎的不仅是经济,在军事及工业上都将对我国非常不利,因为这个原因,我国对于新型发动机的研究,一直难以获得较大进展,可以说是举步维艰。
信源:参考消息2014-06-15《美媒:中国大量进口稀有金属铼 或用于新航空发动机》
虽然在开采和利用上我国相较美国等大国步伐稍晚,但为解决这一问题,我国一直没有放弃对金属铼的探测。
功夫不负有心人,2010年到2021年期间,我国科研队终于在陕西、安徽、四川等地探测到了部分铼资源储备。
虽然总量只占全球的7%,但我国每年铼消耗量并不高,仅有2.5吨左右,足以应对短期需求。
信息来源:四川经济网2021-04-20四川以铜找“铼”现重大发现 全球仅2000吨
2023年,专家又在华山地区发现了新的铼储量,这让我国也跻身铼储量大国的位置。
随之而来就有一些国家与我国谈条件,要么是用钱买金属铼,要么是那别的条件换,可是如此来之不易的资源,我国自然是什么条件都不能接受的。
虽然我国不愿将金属铼出口,但是对于一些比起科技更希望得到金钱的金属铼储备国来说,我国给出的条件不菲,也在积极拓展商业渠道,以此确保铼的稳定供应。
美国致力于从垄断市场,限制输出等全方位阻碍我国发展,但是“山重水复疑无路,柳暗花明又一村”,此前我国只能进口美国的材料来进行我国器械生产,一直没有放弃研究推进铼的再生产技术,美国根本做不到只手遮天。
信源:矿业汇2017-11-01我国发现超级金属,比钻石还珍贵,航空发动机再不用看欧美脸色
近年来,我国不仅寻找各种可以替代金属铼的金属原料,还经常从报废的航空零件、涡轮叶片中回收铼金属,从而降低成本,提高铼的供应质量。
尽管目前我国铼的供应较为充足,为以后几十年的研发提供保障不成问题,但在当今社会,仍需审时度势、未雨绸缪,完善铼的供应链,确保未来的稳定供给,避免“铼危机”的发生。
与此同时,我国也应加强对其他稀有金属的储备,建立起完善的供应体系,确保科技发展的稳定推进!
参考文献:1、李瑞祥,邵红能.铼:航天工业的“闪耀明珠”[J].百科知识,2018,(第17期).2、李永佳,雷霆,邹艳梅,余宇楠,周林,杨志鸿. 稀散金属冶金[M]. 北京:冶金工业出版社, 2018.10.3、田庆华,李栋主编. 金属元素大探秘[M]. 北京:冶金工业出版社, 2018.03