錸是稀有金屬中的一個真正稀散元素

稀散是指錸在地殼中的含量稀少、分散，難熔是指錸金屬的熔點極高，其熔點高達3180℃，僅次于鎢，居所有金屬因其化合物的催化活性、耐高溫、耐腐蝕等優異特性，主要用于石油冶煉催化劑、熱電高溫合金、電子管結構材料、航空航天特殊合金、環境保護等領域。

錸，作為錳副族中的一個成員，早在門捷列夫建立元素周期系的時候，就曾預言它的存在，把它稱為dwi-manganese（次錳），而把這個族中的另一個當時也沒有發現的成員稱為eka-manganese（類錳）。后來莫斯萊確定了這兩個元素的原子序數分別是75和43。由于某個未知元素往往可以從和它性質相似的元素的礦物中尋找到，所以科學家們一直致力于從錳礦、鉑礦以及鈮鐵礦（鉭和鈮的礦物）中尋找這兩個元素。直到1925 年，德國 W.諾達克 、I.諾達克-塔克和 O.C.貝格用光譜法分析鈮錳鐵礦時發現錸這個元素，命名為rhenium，該字來源于拉丁文Rhenus，含義是萊茵河 。以后，諾達克又發現錸主要存在于輝鉬礦，并從中提取了金屬錸。錸由于資源貧乏，價格昂貴，長期以來研究較少。1950年后，錸在現代技術中開始應用，生產日益發展。中國在60年代開始從鉬精礦焙燒煙塵中提取錸并實現工業化生產，迄今已成為錸的生產和應用增長最快的國家。

錸在地殼中的含量為0.001×10-4％，是地球上儲量很少的有色金屬之一。全球已探明儲量約2500t，資源量10000t，大多分布在智利、前蘇聯、加拿大等地區，目前我國錸的保有儲量為237t。錸的產量較少,近年來全球錸年產量僅為30-50t，而錸的消耗量隨著高新材料技術水平的快速發展,呈穩步增長趨勢。

錸的性能

錸的物理性能

錸是一種非常堅硬的銀白色金屬，看起來象白金一樣，但粉末狀的純錸，顏色一般呈灰色。錸的物理性質與元素周期表中第Ⅶ族中的高熔點金屬鉬和鎢的物理性質非常相似，此外與鉑族金屬,特別是鉑、釕、鋨也有點相似。錸是高熔點金屬，錸的熔點3180℃，僅次于鎢,與鉬、鎢一樣,都是很好的難熔金屬。錸的比重很大，相對密度達21.03g/cm3,只有鉑、銥、鋨的比重比錸高,這一特性使錸成為鉑族金屬以外最致密的金屬，并具有硬度非常大,耐磨、耐腐蝕等性能。 錸具有極高的機械強度，一根比頭發還細的錸合金絲，能夠承受7千克以上的重力。此外，錸還有高電阻以及其它電學特性，錸的電阻率是鎢的3.84倍,它的彈性模數與機械性能和鐵差不多。天然錸由Re187和Re185兩種同位素組成，Re187為放射性同位素,在天然錸中占62.6%；Re185為非放射性同位素,占37.2%.Re187的半衰期為4300萬a,放出的射線很弱,不能穿透皮膚,對人體沒有危害。

錸的化學性能

錸的化學性質穩定，耐腐蝕性強，在空氣中不被氧化，酸和堿對它的腐蝕作用很小。錸在常溫下穩定,300℃時開始被氧化。高溫下與硫蒸氣化合成二硫化錸,與氟、氯、溴形成鹵化物.錸不溶于鹽酸,可溶于硝酸和熱的濃硫酸,生成高錸酸(HReO4).錸親氧性很強,其氧化態為+1、+2、+3、+4、+5、+6、+7,氧化物有Re2O、Re2O3、ReO2、ReO3、Re2O7。錸的高價氧化物(Re2O7)易溶于水,通常加工成穩定的鹽類如錸酸銨(NH4ReO4)和錸酸鉀(KReO4)。錸不與碳發生反應,是難熔金屬中唯一不與碳生成碳化物的元素。錸最突出的化學性質是它的七氧化物的揮發性很高,而且很容易溶解于水和含氧溶劑中。錸在回收中廣泛利用這兩種性質。錸的水溶液呈酸性,其電動勢在銅與鉈之間,因此,鐵和鋅可使錸在水溶液中沉淀.

錸的用途

由于錸具有上述種種優異的性能，因此它已成為許多領域中使用的重要材料。在冶金工業中，錸作為合金添加元素，可以改善提高合金的性能。例如，純鎢和純鉬在溫度較低的情況下會變得脆如玻璃，難以進行工藝加工，因而用途受到限制。但在鎢或鉬中加入適量的錸制成的鎢錸合金或鉬錸合金，則具有良好的塑性，可以加工成各種結構材料，而且還保持高硬度、高強度和耐高溫等特性。美國載人航天器上的不少零部件就是用這類錸合金制造的。在鉻鎳合金中添加少量的錸，能夠大大提高合金的熔點和強度，用這種合金制作的零部件，其使用壽命可延長幾倍至數十倍。

錸主要用作石油工業的催化劑，以及高溫合金和超級合金中的元素添加劑，純錸制品可用于特別惡劣工作氣氛下的高溫零部件。金屬鍍錸（如用于空間技術的鎢表面鍍錸）可增加耐磨和耐蝕性能。錸絲或鍍錸的鎢絲用作電子管的燈絲和陰極，在含有微量水分的氬氣或氮氣中比鎢絲更耐用。錸具有高溫穩定性能和在電弧作用下的強抗電蝕能力，所以錸鎢合金可用于電接觸點的工作部分，其性能可與鉑、釕的制品相比。

錸具有很高的電子發射性能，廣泛應用于無線電、電視和真空技術中。錸具有很高熔點，是一種主要的高溫儀表材料，鎢錸熱電偶在3100℃也不軟化。鎢或鉬中加錸形成合金可增加延展性能。錸和錸的合金還可作電子管元件和超高溫加熱器以蒸發金屬。錸在火箭、導彈上用作高溫涂層用，宇宙飛船用的儀器和高溫部件如熱屏蔽、電弧放電、電接觸器等都需要錸。

錸效應——錸合金

錸的添加能大幅提高鎢、鉬、鉻的強度和塑性,人們把這種現象稱為“錸效應”。添加少量(3%～5%)的錸能夠使鎢的再結晶起始溫度升高300℃～500℃。鎢錸和鉬錸合金具有良好的高溫強度和塑性，可加工成板、片、線、絲、棒，用于航天航空的高溫結構件(噴口、噴管、防熱屏等)、彈性元件、電子元件等，還可用于制造加熱元件、工件、燈泡、X射線器械和醫療器械。W-Re-ThO2合金可用作高溫加熱工件，鎢錸、鉬錸合金觸頭具有高抗熱蝕和高溫導電能力，能提高供電設備的使用壽命和工作可靠性。如：鉑錸合金；鉑鎢錸合金；鎢錸合金；鉬錸合金等。

錸的價格昂貴，在應用上多采用含錸的合金，其中鎢錸和鉬錸合金用途最廣。鎢錸合金含錸1％～26％，鉬錸合金中含錸量為11％～50％。此外還有W-33.3Mo-33.3Re，Mo-Re-Hf-Zr，Mo-Re-Hf-V合金，鎢基和鎳基加錸多元化超耐熱合金等，后幾種合金具有很高的強度和高溫性能，應用于航空航天設備的關鍵部件。

催化劑

錸的電子結構中其未飽和的4d層的5個電子易于放出，而6s層的2個電子又易于參與作用而形成共價鍵，加上其晶格參數較大等特性，故錸及其化合物具有優異的催化活性，用作石化工業的催化劑是其傳統的主要用途之一。如用作石油重整的Pt—Re／Al2O3催化劑，但隨著其它價廉的替代品如鉑—錫催化劑的出現，雖然其性能稍差，然而錸在這一領域的應用仍有所減少。此外，錸可用作生產無鉛汽油和汽車尾氣凈化的催化劑；錸的硫化物作甲酚及木素等的氫化催化劑；NH4ReO4／C用作環己烷脫氫及乙醇脫氫的催化劑；KReO4,／SiO2也是一系列氫化中的催化劑；Re2O7是使SO2轉化到SO3、以及使HNO2轉化到HNO3的良好催化劑。

國防、航空航天工業

錸是最難熔的金屬之一，其熔點高達3180℃、，僅次于鎢的3410℃。由錸與其它金屬可制得一系列耐高溫、抗腐蝕、耐磨損的合金，如Re25—W曾是空間站核反應堆材料，后來發展到性能更好的Re30—W—Mo30合金；Re—Pt用作原子能反應堆結構材料，可抗1000℃高溫下載熱體的腐蝕，也可用輻射防護罩；Re—Mo合金到3000℃仍具有高的機械強度，可用來制造超音速飛機及導彈的高溫高強度部件及作隔熱屏。特別是用于噴氣式發動機渦輪葉片與火力發電機渦輪材料的鎳基含錸超耐熱合金的開發成功（含錸3％-7％，熔點高達3180℃以上）并應用于戰斗機及客機、火力發電機，使美國、西歐的錸用量大增，也使得世界錸用量急劇增長。近年錸在合金方面的用量已超過其在催化劑方面的用量，超耐熱合金已成為其最重要的應用領域。

測溫、加熱元器件及高溫測量

Re3—W及Re25—W合金絲制作的熱電偶，溫度與熱電動勢的線性關系好，測溫準確，測量范圍廣（0-2485℃）。其熱電動勢達1012mV，遠較Pt—Rh／Pt（在1900℃時僅30mV）為高，用在真空或惰性氣體介質中可測溫到2700℃，且價格比Pt—Rh／Pt熱電偶便宜。Re28—W／W熱電偶可測溫到2760℃，Mo—Re熱電偶可測溫到3000℃。

用錸基合金制作的加熱元件較鎢或鉬的壽命長5-10倍；高溫下Re8-12—Ni—Cr較Ni—Cr合金的加熱元件的工作壽命高出9倍，且具有在高溫與壓力下工作正常的突出優點；添錸的Rh—Ir較Rh—Ir既增加強度，又改善了機械性能，應用于航空航天與導彈。錸基合金還可制作在高溫下既靈敏又不變形的彈簧，為高溫測量儀器所必需。錸作為吸收太陽能的光敏染料在太陽能電池上有廣闊的應用前景。

電子工業

錸與鎢、鉬或鉑族金屬所組成的合金或涂層材料，因其熔點高、電阻大、磁性強和對環境的穩定性好而廣泛應用于電子工業。摻3％—20％Re的鎢絲或H4ReO4涂層的鎢絲，既不象鎢絲那樣易脆，又能提高其延伸率與電阻，具有較高抗沖擊與振動性能，故在真空技術及易振動場所的電子器件或燈絲中顯示了其重要用途，如作X—射線靶、閃光燈、聲譜儀、高真空測定電壓部件、飛機燈泡的鎢錸絲，彩電的快速啟動用加熱器等。Re—Pt、Re—Ag、Re—Cu、Re—Cu—Zr等已取代鉑作電工中的開關、電鍵、電流切斷器及電弧放電等接點元件或屏蔽部件，具有可靠耐用的優點。鉬錸金屬陶瓷陽極得到實際應用。近年來一種錸基復合材料作為基礎材料應用于超高溫發射極，其熱電子放電效果提高20％，電流密度增加，改善了熱放電性能。

涂層與焊接材料

利用錸的高熔點及特優抗腐耐磨的特性作涂層用，如涂錸的金屬絲、片或管，可達到防酸、堿、海水或硫的化合物浸蝕的目的，故用于海事及化工部門；Re—NiRe—Mo或R—W用作儀器元件、火箭彈頭及其發動機的涂層。

將Re添加到W或Mo合金中，既增加其強度，又改善其可塑性和焊接性能，可作焊接W或者Mo器件的焊條用。

其他用途

醫用放射性錸—氨基磷酸化合物可治療癌癥，KReO4可用作制備彩色照相膠片的敏化劑等。

錸資源概況

錸的礦物很少，只有輝錸礦（ReS2）和銅錸硫化物礦（CuReS4 ）。錸主要與鉬、銅、鉛、鋅、鉑、鈮的礦物伴生，具有經濟價值的含錸礦物為輝鉬礦 ，一般含錸 0.001％～0.031％ 。但從斑巖銅礦選出的鉬精礦含錸可達0.16％。生產錸的主要原料是鉬冶煉過程的副產品。某些銅礦、鉑族礦、鈮礦甚至閃鋅礦的冶煉煙塵和渣以及處理低品位鉬礦的廢液，都可以回收錸。

錸在地殼中的含量為0.001×10-4％，是地球上儲量很少的有色金屬之一。全球已探明儲量約2500t，資源量10000t，大多分布在智利、前蘇聯、加拿大等地區，目前我國錸的保有儲量為237t。錸的產量較少,近年來全球錸年產量僅為30-50t，而錸的消耗量隨著高新材料技術水平的快速發展,呈穩步增長趨勢。

錸的市場

錸的市場需求與高新技術產業的發展密切相關。作為一種戰略物資，錸的主要消費國家是美國、西歐、日本等發達國家及軍事大國俄羅斯。近幾年世界總的年消費量達到了40t，并逐年有所遞增。其中由于歐洲經濟形勢較好，消費量增加迅速，其年消費量由2—3t增加到將近10t。美國對錸的年消費量保持在20—25t。日本的錸消費量也隨經濟的復蘇性增長達到約2—3t／a規模，主要用于電子材料如汽車排氣傳感器Re—W絲、集成電路的薄膜電極等。俄羅斯的年錸需求量約

智利是世界上最大的錸供應國，其占據了美國60％以上的進口錸原料市場；其它產錸的國家有美國、俄羅斯、德國、哈薩克斯坦

近年由于資源化綜合利用技術的迅速提高，從廢催化劑等回收的錸量呈現穩步增長，同時原生錸的產量也逐年擴大，故雖然世界錸消費量逐年遞增，但錸的價格仍比較平穩。