История

Свойства

Применение

Опыты

         Рений

 
    Этот металл находится на втором месте по температуре плавления (после вольфрама). Соединения рения применяются в качестве катализаторов в нефтехимической отрасли и в тонком органическом синтезе. Вольфрам/вольфрам-рениевыми термопарами можно измерять температуру до 3100 градусов, а его сплавы сохраняют прочность при температурах до 2000 °C. Но рений легко окисляется на воздухе. Это происходит из-за того, что оксид рения кипит уже при температуре немного выше 350 градусов. При окислении он улетает с поверхности металла, не защищая её. Однако в вакууме рений и его сплавы устойчивы и, благодаря низкому давлению паров (высокой температуре испарения), используются в деталях авиакосмических аппаратов.

    Сначала у меня был перренат калия. Я хотел получить из него чистый порошок рения (который можно увидеть на первом фото). Если просто восстановить перренат калия, полученный рений будет загрязнен калием. Поэтому после восстановления перрената калия водородом до металла, я отмыл порошок рения соляной кислотой от гидроксида калия и снова сжег металл в токе кислорода. Полученный летучий Re₂O₇ легко можно довести перегонкой до высокой степени чистоты. Затем я растворил его в водном аммиаке и получил перренат аммония. Рений, полученный восстановлением перрената аммония, совершенно не содержит примесей щелочных металов и имеет чистоту больше 99.9%. Восстановление проводят в водороде, сначала при 400 градусах, затем температуру медленно поднимают до 1000 градусов. Таким образом получают серебристо-серый порошок рения, частицы которого иногда сохраняют форму исходных кристаллов перрената аммония.

 
    Этот порошок лежал у меня довольно долго, но потом мне повезло – сотрудники института «Гиредмет» согласились помочь мне переплавить порошок в компактный слиток в аргонно-дуговой печи. При таком способе переплава металл помещают на водноохлаждаемый медный анод и зажигают дугу между образцом и вольфрамовым катодом. Концентрация энергии в дуге настолько велика, что позволяет расплавить самые тугоплавкие металлы. Камера печи заполнена аргоном, который, во-первых, предохраняет металл и электрод от окисления, а во-вторых – стабилизирует дугу. Металл при плавлении скатывается в шарики (если его немного, иначе растекается в «лепешку»). Высокая теплопроводность меди и водяное охлаждение позволяют избежать загрязнения образца материалом поддона. Правда, я допустил досадную ошибку. У меня был еще один образец рения, который лежал в банке с надписью «рений 99.95%». Я ничего не знал о его происхождении и полагал, что чистота соответствует этикетке. Однако, как выяснилось позже, в банке было что-то, содержащее рений, но растворяющееся в перекиси водорода и азотной кислоте только на 70% (рений растворяется без остатка). В общем, я смешал эти образцы рения и впоследствии, при переплаве, из образца началось бурное выделение газов (оно сильно мешало процессу плавки), разбрызгивание образца и оседание копоти на стенках печки. Но все-таки в конце концов металл удалось сплавить и получился слиток массой 109 грамм.

 
    На третьем фото – слиток рения, полученный методом электронно-лучевой плавки. Процесс в основном похож на выращивание монокристаллов вольфрама, но этом, как правило, ограничиваются несколькими проходами расплавленной зоны, поскольку монокристаллическая структура в данном случае не требуется. Однако когда я попытался сделать электротравление для кусочка этого слитка, вместо большого количества окрашенных зон, соответствующих частям слитка с различной кристаллической ориентацией, я увидел только одну. То есть, этот слиток оказался монокристаллом (хотя, разумеется, с неизвестной кристаллической ориентацией). Если взять такой кусок рения в руку, то плотность 21 грамм на кубический сантиметр очень хорошо ощущается .

 
    Необычный образец - толстостенная трубка, изготовленная из рения. К сожалению, я понятия не имею, где применялась эта трубка :(. Могу только предположить, что в каком-то научном или авиа-космическом оборудовании. Я поменял её у одного коллекционера из Америки, а он, в свою очередь, приобрел эту трубку на аукционе ebay. Это действительно рений, но больше я не могу сказать о ней ничего :(.