Ренийгексаалюминий

Ренийгексаалюминий (ReAl₆, также записывается Al₆Re) — бинарный интерметаллид рения и алюминия. Неорганическое соединение; в стандартных условиях представляет собой серовато-белый порошок. Регистрационный номер CAS: 12271-65-7.

Химический состав и основные физические характеристики

Соединение включает один атом рения и шесть атомов алюминия на формульную единицу. Молярная масса — 348,10 г/моль (Re: 186,207 + 6×Al: 6×26,982). Расчётная плотность, определённая по параметрам кристаллической ячейки, составляет ~5,1 г/см³.

Кристаллическая структура

ReAl₆ кристаллизуется в ромбической (орторомбической) сингонии, пространственная группа Cmcm (№ 63). Тип структуры — MnAl₆ (прототип — марганецгексаалюминий). Элементарная ячейка содержит 28 атомов (oC28), то есть четыре формульные единицы (Z = 4). Параметры ячейки: a = 0,659 нм, b = 0,761 нм, c = 0,902 нм.

Инконгруэнтное разложение и фазовые равновесия в системе Re–Al

В бинарной системе рений–алюминий установлено семь интерметаллических фаз: Re₂Al, ReAl, Re₄Al₁₁, ReAl₄, Re₈Al_33−x, ReAl₆ и ReAl₁₂. ReAl₆ не обладает конгруэнтной точкой плавления — соединение образуется и существует только ниже температуры инконгруэнтного разложения 803 ± 4 °C. При нагреве выше этой температуры ReAl₆ распадается на соседнюю фазу Re₈Al_33−x и алюминийсодержащий расплав. Таким образом, получить плавлением монофазный ReAl₆ невозможно без последующего отжига ниже 803 °C; синтез требует длительной гомогенизирующей выдержки при температуре в однофазной области.

Соседняя фаза ReAl₁₂ разлагается при более низкой температуре — 750 ± 4 °C. Смешивать эти значения между собой недопустимо: они относятся к двум разным соединениям. Подробнее о металлическом рении и его соединениях — в разделе рений металлический.

Синтез

Соединение получают дуговой или индукционной плавкой стехиометрической смеси высокочистых порошков рения и алюминия (атомное соотношение Re:Al = 1:6) в защитной атмосфере (аргон) с последующим длительным отжигом ниже 803 °C для достижения однофазного состояния.

Применение

Практическая востребованность ReAl₆ определяется специфическими задачами легирования и материаловедческих исследований.

Лигатуры и модификаторы алюминиевых сплавов. Введение рения в алюминиевую матрицу через интерметаллическую лигатуру позволяет контролировать количество и распределение Re в сплаве точнее, чем при прямом добавлении тугоплавкого Re-порошка. Бинарные соединения Al–Re, в том числе ReAl₆, изучаются как прекурсоры для рениевого легирования алюминиевых сплавов с целью повышения жаростойкости и сопротивления ползучести.

Авиакосмические исследования. Жаропрочные никелевые суперсплавы второго и третьего поколений содержат 3–6 % Re для повышения сопротивления ползучести лопаток турбин. Бинарные Re–Al фазы используются в фундаментальных исследованиях по оптимизации систем легирования и прогнозированию образования нежелательных топологически плотноупакованных фаз (TCP-фаз) в суперсплавах.

Каталитические системы. Рений в сочетании с алюминием присутствует в ряде исследовательских каталитических систем, где Al–Re интерметаллиды рассматриваются как активные компоненты или прекурсоры катализаторов.

Со смежным продуктом — ренийтетраалюминием ReAl₄ — ренийгексаалюминий образует область сосуществования фаз в Al-богатой части диаграммы состояния Re–Al.

Форма поставки

Поставляется в виде порошка высокой степени чистоты. Условия поставки, фасовка и минимальная партия согласовываются индивидуально.