Рений - самый редкий элемент - был открыт немецкими химиками супругами Ноддак Вальтером (1893-1960) и Идой (1896-1978) в 1925 г. в образцах платиновой руды. Название дано в честь реки Рейн. Необходимо отметить, что рений - последний элемент периодической системы, обнаруженный в природных материалах. Все последующие - искусственно созданные.
Первый грамм рения добыт в 1929 г. в результате переработки 660 кг молибденита. В 1930 г. было произведено 3 г рения. Научный и промышленный интерес к рению резко возрос в 50-е годы в связи с началом бурного развития новой техники - рений обладает рядом уникальных свойств и дает значительный эффект в повышении долговечности и надежности приборов и машин.
По многим свойствам рений близок к вольфраму, он несколько тяжелее его, прочнее и пластичнее. Он более стоек к окислению и имеет более высокий модуль упругости.
В нашей стране в 1954 г. по инициативе чл.-кор. АН СССР Е. М. Савицкого (1912-1984) были начаты работы по установлению характера и закономерностей физико-химического взаимодействия рения с другими элементами. Прошло более 30 лет упорного труда, и сегодня можно сказать, что самые высокие механические свойства в области температур 1500-3000°С будут у сплавов тугоплавких металлов с рением.
Высокая механическая прочность, самая высокая температура рекристаллизации (1500°С, а у вольфрама 1100 °С), способность упрочняться при пластической деформации, высокая коррозионная стойкость, превосходные показатели длительной прочности - вот тот неполный перечень свойств, которые позволили дать рению такое определение: «Рений - это надежность, прочность, качество».
Но главное достоинство рения в так называемом «рениевом эффекте». Тугоплавкие металлы, в частности вольфрам и молибден, обладают хрупкостью при повышенных и обычных температурах, что ограничивает их применение. Легирование же этих металлов рением оказывает исключительно благоприятное влияние - повышает прочность, пластичность, снижает температуру перехода в хрупкое состояние, улучшает технологичность, особенно свариваемость. Такое комплексное воздействие и назвали «рениевым эффектом».
Механизм данного явления объясняют по-разному. По мнению Е. М. Савицкого, основной причиной «рениевого эффекта» является повышение растворимости углерода в молибдене и вольфраме в присутствии рения и возникновение карбидной фазы, сочетающей прочность и пластичность.
Сегодня без сплавов с рением немыслимо производство высокотемпературных газотурбинных установок, авиационной, ракетно-космической и другой техники. Используется рений в приборостроении и автоматике. В последние десятилетия резко возросли требования к долговечности и надежности цифровых и буквенных индикаторов, что повлекло за собой существенное повышение требований к прочности катодов, эмиссионным свойствам катодов и люминесцентным свойствам катодолюминофоров. Применяемые материалы (вольфрамовая проволока для катодов, окись цинка для катодолюминофоров и сталь 42Н для соединителей катодов) не смогли удовлетворить эти требования. На помощь пришел рений - стабильность эмиссионных характеристик и яркость люминесценции возросли.
Особенно эффективным оказался рений в производстве электроконтактов, работающих в тяжелых условиях. Он помогает платиновым металлам и вольфраму. Однако для контактов машин, работающих в парах углеводородов, человек не мог подобрать никакого сплава - любой дольше 20-30 дней не работал. И только чистый рений вывел продолжительность надежной работы контактов за пределы года.
Установлено, что рений лучше других металлов сопротивляется изнашиванию, поэтому сплавы платины и рения применяются, например, для изготовления фильер в производстве искусственных волокон. Особый эффект износостойкости рений демонстрирует при высоких температурах. Все тугоплавкие металлы, работающие в вакууме при температурах выше 900 °С, для выполнения подвижных соединений непригодны. Рений по сравнению с ними имеет огромное преимущество - температура начала термически активизируемого адгезионного взаимодействия сплавов на основе рения - около 1300°С.
Рений оказывает «помощь» многим металлам, например в производстве высокотемпературных тонкопленочных резисторов. Резисторы на основе хрома, тантала и ряда керметных композиций имеют верхний температурный предел эксплуатации 125 °С. Резисторы на основе рения остаются работоспособными при температуре до 400 °С. Тонкие пленки рения, защищенные от окисления на воздухе пленкой моноокиси кремния, являются перспективными для получения прецизионных резисторов для средств электроизмерительной техники.
Применение рения в качестве катализатора при получении этана, метана, альдегидов, антидетонаторов позволило увеличить пропускную способность установок на 45 % и срок службы катализатора в 4 раза. Эта способность рения была обнаружена в 1970 г. А заменил рений на этом посту... платину!
На протяжении многих лет тонкая (микронная) проволочка для упругих элементов выполнялась из сплавов на основе меди. Но дальнейшее повышение рабочих параметров, так характерное для новой техники, потребовало создания новых сплавов с более высокими механическими свойствами. И не просто более высокими, а стабильными длительное время. Высокую прочность обеспечивают многие металлы, а вот стабильность свойств пока только рений. Например, упругий элемент из сплава МР55 (рения 55%, остальное - молибден) показывает абсолютную стабильность свойств в течение 10 лет! За 10 лет сплав совершенно не изменяет свойства - не стареет!
Таким образом, перспективность применения рения исключительна. Однако есть сдерживающий фактор - это самый редкий элемент в земной коре (0,00000007 %).
Мировое производство рения незначительно: в 1942 г.- 10, в 1952 г.-800, в 1962 г.-2500 кг. Цена высокая, примерно равна цене платины. В 1955 г. 1 кг рения стоил 2000 долл., а 1 кг золота - 1124 долл.