Ренийтетраалюминий

Ренийтетраалюминий — интерметаллическое соединение (интерметаллид) рения и алюминия стехиометрического состава. Химическая формула: Al₄Re. Относится к неорганическим веществам, в природе не встречается, получается исключительно химическим синтезом. В товарной форме — мелкокристаллический порошок.

Состав и основные физико-химические свойства

Молекула Al₄Re состоит из одного атома рения и четырёх атомов алюминия. Молярная масса — 294,14 г/моль. Регистрационный номер CAS: 57594-55-5.

В равновесных условиях Al₄Re кристаллизуется в триклинной сингонии — форме, при которой все три оси элементарной ячейки имеют разную длину, а все три угла между ними отличаются от 90°. Триклинная структура h-Al4Re структурно родственна моноклинному MoAl₄, что было установлено ещё в первых исследованиях 1960-х годов и подтверждено современными рентгеноструктурными данными.

Соединение нерастворимо в воде, растворяется в концентрированных неорганических кислотах.

Полиморфизм Al₄Re и фазовые превращения

Особенность Al₄Re — существование в двух полиморфных модификациях с областями гомогенности по составу:

• h-Al₄Re (высокотемпературная) — образуется перитектически при ~1404°C по реакции жидкость + Al₁₁Re₄ → h-Al₄Re. Кристаллическая структура связана с типом WAl₄.
• l-Al₄Re (низкотемпературная) — образуется при полиморфном переходе h → l при ~1008°C. Структура — триклинная, близкая к MoAl₄.

При дальнейшем охлаждении l-Al₄Re метастабилен и при длительном отжиге может распадаться на Al₁₁Re₄ и Al_33−xRe₈.

Таким образом, Al₄Re не имеет конгруэнтной точки плавления: оба полиморфа образуются по перитектическим и полиморфным реакциям из других фаз — это стандартное поведение для богатых алюминием интерметаллидов с тугоплавким партнёром.

Место Al₄Re в двойной системе Al–Re

Двойная система рений–алюминий — одна из наиболее изученных в ряду переходный металл–алюминий. По данным последних фазовых исследований (Schuster et al., 2001; Balanetskyy & Grushko, 2008; CALPHAD, 2019), в системе Al–Re зафиксированы семь интерметаллических фаз: Re₂Al, ReAl, Re₄Al₁₁, Al₄Re(h), Re₈Al_33−x, Al₆Re и Al₁₂Re. Все фазы, богатые алюминием, образуются по каскаду перитектических реакций от высоких температур к низким.

Al₄Re занимает промежуточное положение в ряду: Al₁₁Re₄ (конгруэнтное плавление при ~1650°C) → h-Al₄Re (перитектика ~1404°C) → l-Al₄Re (~1008°C) → Al₆Re (~813°C) → Al₁₂Re (~746°C) → эвтектика (Al) + Al₁₂Re (658°C). Понимание этого каскада критично при разработке и термической обработке алюминиевых сплавов с добавками рения.

Подробнее об исходном металле: рений металлический. Среди других интерметаллидов системы Al–Re см. также ренийгексаалюминий.

Применение интерметаллида Al₄Re

Al₄Re применяется как реагент для исследований в области фазовых равновесий и материаловедения. Основные направления:

• Экспериментальное исследование диаграммы состояния Al–Re: синтез эталонных образцов заданного состава.
• Изучение высокотемпературных свойств интерметаллидов в системах на основе рения и алюминия — в том числе применительно к разработке жаропрочных материалов.
• Использование в качестве лигатурного прекурсора при синтезе многокомпонентных сплавов с регулируемым соотношением Re/Al в лабораторных условиях.

Рений как элемент широко применяется в никелевых жаропрочных суперсплавах авиационных турбин (до 6% Re по массе), что определяет научный интерес к его бинарным системам с другими металлами, включая Al.

Безопасность при работе с Al₄Re

Ренийтетраалюминий относится к малоопасным веществам (4-й класс опасности по ГОСТ 12.1.007-76). При работе с порошкообразным материалом следует соблюдать стандартные меры предосторожности: применять средства защиты органов дыхания и зрения, избегать вдыхания пыли. Специальных условий хранения и транспортировки не требуется.

Форма поставки

Материал поставляется в виде порошка химически чистого состава. Фасовка — в пакеты стандартной упаковки. Для уточнения минимальной партии, упаковки и условий отгрузки обратитесь к менеджеру.