レニウム(Rhenium, Re)材料と利用

レニウム(Rhenium, Re)材料と利用

レニウム(Rhenium, Re)は1869年、ロシアの化学者メンデレーエフ(DmitriMendeleev)によって初めて発見され、1925年にドイツ、ベルリンでW.Noddack、P.Berg&IdaTackeによって「レニウム(Rhenium, Re)」と命名されました。 レニウムはラテン語名である「Rhenus」に因んで名づけられ、原子番号75番の元素で、元素記号はReを持つ金属元素です。

レニウム(Rhenium, Re)は、元素周期表において７族に属し、タングステン（W）やタンタル(Ta)、ニオブ（Nb)、モリブデン（Mo)など似た性質を示す遷移金属です。地殻中存在量が1ppb程度のきわめて稀少な金属です。さらに、産出国はチリなどの特定の国に大きく偏っており、銅(Cu)やMoの副産物として限られた量しか生産されません。

1970年代から本格的に利用され始めたレニウム(Rhenium, Re)、需要が高まることにつれて価格が高騰しました。特に、200３年から2008年まで航空機タービンブレードへのRe需要が急増して、一時的にReの価格は、10000USD/kgを超えました。2010年以後は、供給が需要に追いついたことから、価格が下がり、2014年の価格は3000USD/kgになりました。

このため、Reは、需要に対して供給を調整することが難しく、供給障害や価格高等などのリスクを常に有しています。したがって、資源セキュリティー及び資源の安定供給の面から、鉱石やスクラップなどからReを効率的に回収する技術の開発は重要な課題です。

レニウム(Rhenium, Re)は、純粋な状態では地球のどの鉱石からも多量に発見されない希少な元素で、地球地殻質量の0.0044ppmを占めます。また、モリブデン(モリブデン:molybdenum)を含む鉱石などに存在する元素です。この元素は酸化された溶液からフェレヒナートイオン(ReO4)を沈殿させて得られたカリウム浸透炎の水素減少回復条件において得られます。

また、化学反応性が少ない特性を持ち、腐食と酸化に強い性質を持っていますが、大気中に湿った状態では元の色である銀色から灰色を帯びて黒く変色する性質があります。 それだけでなく、軟性や電性があり、沸点が高く高温の状態に強い元素です。

レニウム(Rhenium, Re)の製造と供給

レニウム(Rhenium, Re)はタングステン(tungsten)と合金して利用することが多いです。合金した物質は電気フィラメントに適合するよう非常に高い電気抵抗を持ちます。 また、レニウムは非常に高い溶融点を持っており、高温の熱電台、電気接点およびサーミスタ(thermistor:電子部品などに適用できる温度的特徴を持つ半導体デバイス)への応用することができます。

レニウムは非常に高価な材料ですが、主に生産量の65~70%ほどは航空産業に使用されています。 値段が高すぎて、レニウム(Rhenium, Re)の含量を減らした合金開発研究が活発に行われています。 また、他の産業では、フィラメントの材料や写真フラッシュおよび質量分析器などに利用されています。 レニウムの毒性は広く知られておらず、他の金属元素に比べて人体に無害と知られており、扱いやすい元素です。レニウムは、すべての元素の最も高い融点の1つを持つ銀色の白い金属です。また、ほかの元素に比べて融点が高いです。また、格子パラメータa = 276.1pm、C =445.6μmで六角形の密接な結晶構造を持ちます。

一般的には、商業的には粉末の形で市販されます。また、真空または水素雰囲気中でのプレスおよび焼結によって統合することができます。この金属は非常に延性であり、曲げ、コイル化、または圧延することができます。レニウム - モリブデン合金は10 kで超伝導性を持ちます。合金に応じて、タングステン - レニウム合金も超伝導4~8K範囲で持ちます。

天然に存在するレニウムはわずか37.4％185RA、および62.6％187REで、不安定ですが、非常に長い半減期（§1010年）を持っています。この同位体の存在により、キログラムの天然レニウムは1.07個のMBQを発します。この寿命は、レニウム原子の帯電状態によって大きく影響されます。

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