鈮(Niobium) [1] ,化學(xué)符號(hào)Nb,原子序數(shù)為41,是一種過(guò)渡金屬元素。鈮單質(zhì)是一種帶光澤的灰色金屬。高純度鈮金屬的延展性較高,但會(huì)隨雜質(zhì)含量的增加而變硬。鈮對(duì)于熱中子的捕獲截面很低,因此在核工業(yè)上有相當(dāng)?shù)挠锰?。?dāng)于1801年考察在大英博物館的礦石時(shí) [2] ,Charles Hatchett被一個(gè)標(biāo)簽為columbite(鈳鐵礦)的樣本激起了興趣。他推測(cè)其包含一種新的金屬,他是對(duì)的。他加熱一塊樣本與碳酸鉀,溶解產(chǎn)物到水中,添加了酸后獲得了沉淀物。然而,進(jìn)一步的處理也沒(méi)能生產(chǎn)出元素本身,他命名其為columbium(鈳——鈮元素的舊譯),被人們已知多年。鈮的鹵化物負(fù)離子也存在。上海高純鈮粉
根據(jù)估算,鈮在地球地殼中的豐度為20%,在所有元素中排列第33位。部分科學(xué)家認(rèn)為,鈮在整個(gè)地球中的含量更高,但因密度高而主要聚集在地核中。鈮在自然界中不以純態(tài)出現(xiàn),而是和其他元素結(jié)合形成礦物。這些礦物一般也含有鉭元素,例如即鈮鐵礦(Fe,Mn)(Nb,Ta)2O6)和鈳鉭鐵礦((Fe,Mn)(Ta,Nb)2O6)。含鈮、鉭的礦物通常是偉晶巖和堿性侵入巖中的副礦物。其他礦物還有鈣、鈾和釷以及稀土元素的鈮酸鹽,例如燒綠石((Na,Ca)2Nb2O6(OH,F))和黑稀金礦((Y,Ca,Ce,U,Th)(Nb,Ta,Ti)2O6)等。上海高純鈮粉屬鈮可用電解熔融的七氟鈮酸鉀制取。
鹵化物:鈮可以形成擁有+5和+4氧化態(tài)的鹵化物,以及各種亞化學(xué)計(jì)量化合物。五鹵化鈮(NbX5)含有八面體型鈮中心原子。五氟化鈮(NbF5)是一種白色固體,熔點(diǎn)為79.0°C,而五氯化鈮(NbCl5則呈黃色,熔點(diǎn)為203.4°C。兩者均可經(jīng)水解形成氧化物和鹵氧化物,例如NbOCl3。五氯化鈮也是一種具揮發(fā)性的試劑,可用于合成包括二氯二茂鈮((C5H5)2NbCl2)在內(nèi)的各種有機(jī)金屬化合物。鈮的四鹵化物(NbX4)都是深色的聚合物,內(nèi)含鈮﹣鈮鍵,如呈黑色、具吸濕性的四氟化鈮(NbF4)和棕色的四氯化鈮(NbCl4)。
鈮作為微合金化元素加入鋼中并不改變鐵的結(jié)構(gòu),而是與鋼中的碳#氮#硫結(jié)合,改變鋼的顯微結(jié)構(gòu)。鈮對(duì)鋼的強(qiáng)化作用主要是的是細(xì)晶強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化,鈮能和鋼中的碳氮生成穩(wěn)定的碳化物和碳氮化物。而且還可以使碳化物分散并形成具有細(xì)晶化的鋼。鈮還可以通過(guò)誘導(dǎo)析出和控制冷卻速度,實(shí)現(xiàn)析出物彌散分布。在較寬的范圍內(nèi)調(diào)整鋼的韌性水平。因此,加入鈮不僅可以提高鋼的強(qiáng)度,還可以提高鋼的韌性、抗高溫氧化性和耐蝕性!降低鋼脆性轉(zhuǎn)變溫度,獲得好的焊接性能和成型性能。鈮能吸收氣體,用作除氣劑,也是一種良好的超導(dǎo)體。
物理性質(zhì):鈮是灰白色金屬,熔點(diǎn)2468℃,沸點(diǎn)4742℃,密度8.57g/cm3。鈮是一種帶光澤的灰色金屬,具有順磁性,高純度鈮金屬的延展性較高,但會(huì)隨雜質(zhì)含量的增加而變硬。它的**外電子層排布和其他的5族元素非常不同。同樣的現(xiàn)象也出現(xiàn)在前后的釕(44)、銠(45)和鈀(46)元素上。鈮在低溫狀態(tài)下會(huì)呈現(xiàn)超導(dǎo)體性質(zhì)。在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力下,它的臨界溫度為9.2K,是所有單質(zhì)超導(dǎo)體中比較高的。其磁穿透深度也是所有元素中比較高的。鈮是三種單質(zhì)第II類(lèi)超導(dǎo)體之一,其他兩種分別為釩和锝。鈮金屬的純度會(huì)**影響其超導(dǎo)性質(zhì)。鈮對(duì)于熱中子的捕獲截面很低,因此在核工業(yè)上有相當(dāng)?shù)挠锰?。鈮作為微合金化元素加入鋼中并不改變鐵的結(jié)構(gòu),而是與鋼中的碳#氮#硫結(jié)合,改變鋼的顯微結(jié)構(gòu)。上海高純鈮粉
鈮在很多方面都與鉭及鋯十分相似。上海高純鈮粉
醫(yī)療應(yīng)用:鈮在外科醫(yī)療上也占有重要地位,它不僅可以用來(lái)制造醫(yī)療器械,而且是很好的“生物適應(yīng)性材料”,因?yàn)樗袠O好的抗蝕性,不會(huì)與人體里的各種液體物質(zhì)發(fā)生作用,并且?guī)缀跬耆粨p傷生物的機(jī)體組織,對(duì)于任何殺菌方法都能適應(yīng),所以可以同有機(jī)組織長(zhǎng)期結(jié)合而無(wú)害地留在人體里。
鈮基合金:C-103是一種鈮合金,它含有89%的鈮、10%的鉿和1%的鈦,可用于液態(tài)火箭推進(jìn)器噴管,例如阿波羅登月艙的主引擎。阿波羅服務(wù)艙則使用另一種鈮合金。由于鈮在400°C以上會(huì)開(kāi)始氧化,所以為了防止它變得易碎,須在其表面涂上保護(hù)涂層。 上海高純鈮粉
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