鈮

鈮是灰白色金屬，熔點(diǎn)2468℃，沸點(diǎn)4742℃，密度8.57克/立方厘米。室溫下鈮在空氣中穩(wěn)定，在氧氣中紅熱時(shí)也不被完全氧化，高溫下與硫、氮 、碳直接化合 ，能與鈦 、鋯、鉿、鎢形成合金。不與無機(jī)酸或堿作用，也不溶于王水，但可溶于氫氟酸。鈮的氧化態(tài)為-1、+ 2、+3、+4和+5，其中以+5價(jià)化合物最穩(wěn)定。

鈮是一種帶光澤的灰色金屬，具有順磁性，屬于元素周期表上的5族。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。它的最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)體中最高的。其磁穿透深度也是所有元素中最高的。鈮是三種單質(zhì)第II類超導(dǎo)體之一，其他兩種分別為釩和锝。鈮金屬的純度會(huì)大大影響其超導(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)挠锰帯?

鈮金屬室溫下在空氣中是極其穩(wěn)定的，不與空氣作用。雖然它在單質(zhì)狀態(tài)下的熔點(diǎn)較高(2,468°C)，但其密度卻比其他難熔金屬低。鈮還能抵御各種侵蝕，并能形成介電氧化層。

鈮的電正性比位于其左邊的鋯元素低。其原子大小和位于其下方的鉭元素原子幾乎相同，這是鑭系收縮效應(yīng)所造成的。這使得鈮的化學(xué)性質(zhì)與鉭非常相近。雖然它的抗腐蝕性沒有鉭這么高，但是它價(jià)格更低，也更為常見，所以在要求較低的情況下常用以代替鉭，例如作化工廠化學(xué)物槽內(nèi)涂層物料。

主條目:鈮的同位素。

自然產(chǎn)生的鈮由一種穩(wěn)定同位素組成:Nb。截至2003年，已合成的放射性同位素共有至少32種，原子量在81和113之間。其中最穩(wěn)定的是Nb，半衰期有3470萬年;Nb是最不穩(wěn)定的同位素之一，其半衰期估計(jì)只有30毫秒。比Nb更輕的同位素一般進(jìn)行β衰變，比它重的則會(huì)進(jìn)行β衰變。例外包括:Nb、Nb和Nb會(huì)進(jìn)行少量β緩發(fā)質(zhì)子發(fā)射，Nb會(huì)進(jìn)行電子捕獲和正電子發(fā)射，而Nb會(huì)同時(shí)進(jìn)行正電子(β)和電子(β)發(fā)射。

已知的同核異構(gòu)體共有25種，質(zhì)量數(shù)介乎84至104。這個(gè)質(zhì)量區(qū)間內(nèi)的同位素中，只有Nb、Nb和Nb不具有同核異構(gòu)體。最穩(wěn)定的鈮同核異構(gòu)體是Nb，半衰期為16.13年;最不穩(wěn)定的是Nb，半衰期為103納秒。除Nb進(jìn)行少量電子捕獲之外，所有同核異構(gòu)體的衰變方式都是同核異構(gòu)體轉(zhuǎn)換或β衰變。

金屬鈮可用電解熔融的七氟鈮酸鉀制取，也可用金屬鈉還原七氟鈮酸鉀或金屬鋁還原五氧化二鈮制取。純鈮在電子管中用于除去殘留氣體，鋼中摻鈮能提高鋼在高溫時(shí)的抗氧化性，改善鋼的焊接性能。鈮還用于制造高溫金屬陶瓷。

開采所得的礦石要經(jīng)過分離過程，使五氧化二鉭(Ta2O5)和五氧化二鈮(Nb2O5)從其他礦物中脫離出來。加工過程的首個(gè)步驟是與氫氟酸反應(yīng):

讓-夏爾·加利薩·德馬里尼亞發(fā)明了產(chǎn)業(yè)規(guī)模的分離方法，利用了鈮和鉭的氟化物配合物所擁有的水溶性差異。新的方法則使用類似環(huán)己酮的有機(jī)溶劑把氟化物從水溶液中萃取出來，再用水將鈮和鉭的配合物從有機(jī)溶劑中分別提取。加入氟化鉀能使鈮沉淀成氟化鉀配合物，而加入氨則可沉淀出五氧化二鈮:

然后:

從化合物到金屬態(tài)的還原方法有幾種。一是對(duì)K2[NbOF5]和氯化鈉的熔融混合物進(jìn)行電解，二是用鈉對(duì)氟化鈮進(jìn)行還原。這種方法所得出的鈮金屬具有較高的純度。在大規(guī)模生產(chǎn)中，則一般使用氫或碳對(duì)Nb2O5進(jìn)行還原。另一種方法利用鋁熱反應(yīng)，其中氧化鐵和氧化鈮與鋁反應(yīng):

少量類似硝酸鈉的氧化添加劑可以加強(qiáng)以上反應(yīng)。這樣會(huì)產(chǎn)生氧化鋁和鈮鐵合金，后者可用于鋼鐵生產(chǎn)。鈮鐵一般含有60%至70%的鈮。如不加入氧化鐵，鋁熱反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生鈮金屬，不過要經(jīng)純化過程才可制成具超導(dǎo)性質(zhì)的高純度鈮合金。世界最大的兩家鈮經(jīng)銷商所用的方法是真空電子束熔煉。

截至2013年，巴西冶金及礦業(yè)有限公司(葡萄牙語:Cia. Brasileira de Metalurgia & Minera??o)控制了世界85%的鈮生產(chǎn)。美國地質(zhì)調(diào)查局估計(jì)，鈮產(chǎn)量從2005年的38,700噸升至2006年的44,500噸。全球鈮資源存量估計(jì)有440萬噸。在1995至2005年間，產(chǎn)量從17,800噸上升至雙倍以上。2009年至2011年，產(chǎn)量維持在每年63,000噸的穩(wěn)定狀態(tài)。

"Columbium"(鈳，符號(hào)Cb)是哈契特對(duì)新元素所給的最早命名。這一名稱在美國一直有廣泛的使用，美國化學(xué)學(xué)會(huì)在1953年出版了最后一篇標(biāo)題含有"鈳"的論文;"鈮"則在歐洲通用。1949年在阿姆斯特丹舉辦的化學(xué)聯(lián)合會(huì)第15屆會(huì)議最終決定以"鈮"作為第41號(hào)元素的正式命名。翌年，國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)(IUPAC)也采納了這一命名，結(jié)束了一個(gè)世紀(jì)來的命名分歧，盡管"鈳"的使用時(shí)間更早。這可算是一種妥協(xié):IUPAC依北美的用法選擇"Tungsten"而非歐洲所用的"Wolfram"作為鎢的命名，并在鈮的命名上以歐洲的用法為先。具權(quán)威性的化學(xué)學(xué)會(huì)和政府機(jī)構(gòu)都一般以IUPAC正式命名稱之，但美國地質(zhì)調(diào)查局以及冶金業(yè)、金屬學(xué)會(huì)等組織至今仍使用舊名"鈳"。

一種金屬元素。鈮能吸收氣體，用作除氣劑，也是一種良好的超導(dǎo)體。舊稱"鈳"?；瘜W(xué)符號(hào)Nb，原子序數(shù)41，原子量92.90638，屬周期系ⅤB族。1801年英國查爾斯·哈切特(Charles ·Hatchett)在研究倫敦大英博物館中收藏的鈮鐵礦中分離出一種新元素的氧化物，并命名該元素為columbium(中譯名鈳)。1802年瑞典A.G.厄克貝里在鉭鐵礦中發(fā)現(xiàn)另一種新元素 tantalum。由于這兩種元素性質(zhì)上非常相似，不少人認(rèn)為它們是同一種元素。由于它與鉭非常相似，起初他竟搞混了。1844年德意志H.羅澤詳細(xì)研究了許多鈮鐵礦和鉭鐵礦，分離出兩種元素，才澄清了事實(shí)真相。最后查爾斯·哈切特用神話中的女神尼俄伯(Niobe)的名字命名了該元素。在歷史上，最初人們用鈮所在的鈮鐵礦的名字"columbium"來稱呼鈮。鈮 在地殼中的含量為0.002%，鈮在地殼中的自然儲(chǔ)量為520萬噸，可開采儲(chǔ)量440萬噸， 主要礦物有鈮鐵礦〔(Fe，Mn)(Nb，Ta)2Ob〕、燒綠石〔(Ca，Na)2(Nb，Ta，Ti)2O6(OH，F(xiàn))〕和黑稀金礦、褐釔鈮礦、鉭鐵礦、鈦鈮鈣鈰礦。

CAS號(hào):2023-50-5

拼音:nǐ ní 繁體字:鈮

部首:钅，部外筆畫:5,總筆畫:10 ; 繁體部首:金，部外筆畫:5,總筆畫:13

五筆86&98:QNXN 倉頡:XCSP

筆順編號(hào):3111551335 四角號(hào)碼:87712 UniCode:CJK 統(tǒng)一漢字 U+94CC

元素符號(hào):Nb

元素英文名稱:niobium

元素類型:金屬元素

原子體積:10.87 (立方厘米/摩爾)

元素在太陽中的含量: 0.004 (ppm)

元素在海水中的含量:0.0000009 (ppm)

地殼中含量:20(ppm)

相對(duì)原子質(zhì)量:92.90638

原子序數(shù):41

所屬周期:5

所屬族數(shù):VB

電子層排布:2-8-18-11-2

晶體結(jié)構(gòu):晶胞為體心立方晶胞，每個(gè)晶胞含有2個(gè)金屬原子。

晶胞參數(shù):a = 330.04 pm， b = 330.04 pm， c = 330.04 pm， α = 90°， β = 90°， γ = 90°

氧化態(tài):Main Nb+5 ，Other Nb-3, Nb-1, Nb+1, Nb+2, Nb+3, Nb+4

莫氏硬度:6

聲音在其中的傳播速率:3480(m/S)

電離能 (kJ /mol)

M - M+ 664

M+ - M2+ 1382

M2+ - M3+ 2416

M3+ - M4+ 3695

M4+ - M5+ 4877

M5+ - M6+ 9899

M6+ - M7+ 12100

根據(jù)估算，鈮在地球地殼中的豐度為百萬分之20，在所有元素中排列第33位。部份科學(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，例如鈳鐵礦(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。這些大型鈮礦藏出現(xiàn)在碳酸鹽巖(一種碳酸鹽、硅酸鹽火成巖)附近，亦是燒綠石的組成成份。

巴西和加拿大擁有最大的燒綠石礦藏。兩國在1950年代發(fā)現(xiàn)這些礦藏，至今仍是鈮精礦的最大產(chǎn)國。世界最大礦藏位于巴西米納斯吉拉斯州阿拉沙的一處碳酸鹽侵入巖地帶，屬于CBMM(巴西礦物冶金公司);另一礦藏位于戈亞斯，屬于英美資源，同樣是碳酸鹽侵入巖。以上兩個(gè)礦場(chǎng)的產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的75%。第三大礦場(chǎng)位于加拿大魁北克省薩格奈附近，產(chǎn)量占世界7%。

冶金用鈮粉

鈮粉一般用粉未冶金法制取，外觀呈深灰色，供加工原料和生產(chǎn)電焊條等用。根據(jù)產(chǎn)品使用要求不同，鈮粉分為FNb-1、FNb-2和FNb-3三個(gè)牌號(hào)。FNb-1和FNb-2鈮粉應(yīng)通過150um(100目)篩孔，F(xiàn)Nb-3鈮粉應(yīng)通過180um(80目)篩孔。

鈮鋯合金

在金屬鈮中加入金屬鋯所組成的合金。鋯在鈮合金中主要以固溶體狀態(tài)存在，當(dāng)存微量及碳或添加微量碳時(shí)，則有少量碳化物及氧化物彌散析出，所以鈮鋯使合金具有較高的強(qiáng)度和良好的塑性加工性能，抗氧性和抗堿金屬腐蝕性能好。

五氧化二鈮

用液-液萃取法制得的鈮的氧化物，呈白色或淺黃色粉未狀，供生產(chǎn)鈮粉、鈮條和陶瓷電容器等用。根據(jù)使用要求及化學(xué)成分不同，產(chǎn)品劃分為FNb2O5-1、FNb2O5-2、和

FNb2O5-3三個(gè)牌號(hào)。

鉭和鈮

把它們放到一起來介紹是有道理的，因?yàn)樗鼈冊(cè)谠刂芷诒砝锸峭澹锢怼?span id="w2j7qsa" class="show-img-hd" style="width:220px;height:165px;"> 化學(xué)性質(zhì)很相似，而且常常"形影不離"，在自然界伴生在一起，真稱得上是一對(duì)惟妙惟肖的"孿生兄弟"。事實(shí)上，當(dāng)人們?cè)谑攀兰o(jì)初首次發(fā)現(xiàn)鈮和鉭的時(shí)候，還以為它們是同一種元素呢。以后大約過了四十二年，人們用化學(xué)方法第一次把它們分開，這才弄清楚它們?cè)瓉硎莾煞N不同的金屬。鈮、鉭和鎢、鉬一樣都是稀有高熔點(diǎn)金屬，它們的性質(zhì)和用途也有不少相似之處。

既然被稱為稀有高熔點(diǎn)金屬，鈮、鉭最主要的特點(diǎn)當(dāng)然是耐熱。它們的熔點(diǎn)分別高達(dá)攝氏二千四百多度和將近三千度，不要說一般的火勢(shì)燒不化它們，就是煉鋼爐里烈焰翻騰的火海也奈何它們不得。難怪在一些高溫高熱的部門里，特別是制造一千六百度以上的真空加熱爐，鉭金屬是十分適合的材料。

一種金屬的優(yōu)良性能往往可以"移植"到另一種金屬里。用鈮作合金元素添加到鋼里，能使鋼的高溫強(qiáng)度增加，加工性能改善。鈮、鉭與鎢、鉬、釩、鎳、鈷等一系列金屬合作，得到的"熱強(qiáng)合金"，可以用作超音速噴氣式飛機(jī)和火箭、導(dǎo)彈等的結(jié)構(gòu)材料?？茖W(xué)家們?cè)谘兄菩滦偷母邷亟Y(jié)構(gòu)材料時(shí)，已開始把注意力轉(zhuǎn)向鈮、鉭;許多高溫、高強(qiáng)度合金都有這一對(duì)孿生兄弟參加。

鈮、鉭本身很頑強(qiáng)，它們的碳化物更有能耐，這個(gè)特點(diǎn)與鎢、鉬也毫無二致。用鈮和鉭的碳化物作基體制成的硬質(zhì)合金，有很高的強(qiáng)度和抗壓、耐磨、耐蝕本領(lǐng)。在所有的硬質(zhì)化合物中，碳化鉭的硬度是最高的。用碳化鉭硬質(zhì)合金制成的刀具，能抗得住三千八百度以下的高溫，硬度可以與金剛石匹敵，使用壽命比碳化鎢更長。

參見:分類:鈮化合物

鈮在很多方面都與鉭及鋯十分相似。它會(huì)在室溫下與氟反應(yīng)，在200°C下與氯和氫反應(yīng)，以及在400°C下與氮反應(yīng)，產(chǎn)物一般都是間隙非整比化合物。鈮金屬在200°C下會(huì)在空氣中氧化，且能抵御熔融堿和各種酸的侵蝕，包括王水、氫氯酸、硫酸、硝酸和磷酸等。不過氫氟酸以及氫氟酸和硝酸的混合物則可以侵蝕鈮。

雖然鈮可以形成氧化態(tài)為+5至?1的各種化合物，但它最常見的還是處于+5氧化態(tài)。氧化態(tài)低于+5的鈮化合物中都含有鈮﹣鈮鍵。

鈮的氧化物可以有以下的氧化態(tài):+5(Nb2O5)、+4(NbO2)和+3(Nb2O3)，另外較罕見的有+2態(tài)(NbO)。五氧化二鈮是最常見的鈮氧化物，鈮金屬及所有鈮化合物的制備都需從其開始。要制成鈮酸鹽，可將五氧化二鈮溶于堿性氫氧化物溶液中，或熔化于堿金屬氧化物中。鈮酸鋰(LiNbO3)具有鈣鈦礦型偏三方晶系結(jié)構(gòu)，而鈮酸鑭則含孤立的NbO3?

4離子。其他已知化合物還包括硫化鈮(NbS2)，它會(huì)形成層狀結(jié)構(gòu)。

利用化學(xué)氣相沉積法或原子層沉積法可以在物料表面加上五氧化二鈮薄層，兩種方法均用到乙醇鈮(V)在350°C以上會(huì)熱分解的原理。

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(見左圖)，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)。

鈮的鹵化物負(fù)離子也存在，這是因?yàn)殁壍奈妍u化物都是路易斯酸。最重要的一種為[NbF7]，它是鈮和鉭的礦物分離過程中的一個(gè)中間化合物。它比對(duì)應(yīng)的鉭化合物更易轉(zhuǎn)換為氧五氟化物。其他鹵化配合物還包括[NbCl6]:

鈮還會(huì)形成多種還原鹵化物原子簇，如[Nb6Cl18]。

氮化鈮(NbN)在低溫下會(huì)變成超導(dǎo)體，被用在紅外線探測(cè)器中。最主要的碳化鈮是NbC，其硬度極高，是一種耐火的陶瓷材料，可用作切割工具刀頭材料。

鈮元素沒有已知的生物用途。鈮粉末會(huì)刺激眼部和皮膚，并有可能引發(fā)火災(zāi);但成塊鈮金屬則完全不影響生物體(低過敏性)，因此是無害物質(zhì)。鈮常見于首飾中，而一些醫(yī)學(xué)植入物也含有鈮。

某一些鈮化合物具有毒性，但一般人很難接觸到這些物質(zhì)。鈮酸鹽和氯化鈮都可溶于水，科學(xué)家已在老鼠身上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，觀察短期和長期接觸這些化合物所帶來的效果。對(duì)于老鼠，單次注入五氯化鈮或鈮酸鹽的半數(shù)致死量(LD50)為10至100mg/kg之間。經(jīng)口服的毒性較低，對(duì)于老鼠的LD50值在七天后為940mg/kg。

人們很早以前就發(fā)現(xiàn)，當(dāng)溫度降低到接近絕對(duì)零度的時(shí)俟，有些物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)會(huì)發(fā)生突然的改變，變成一種幾乎沒有電阻的"超導(dǎo)體"。物質(zhì)開始具有這種奇異的"超導(dǎo)"性能的溫度叫臨界溫度。不用說，各種物質(zhì)的臨界溫度是不一樣的。

要知道，超低溫度是很不容易得到的，人們?yōu)榇硕冻隽司薮蟮拇鷥r(jià);越向絕對(duì)零度接近，需要付出的代價(jià)越大。所以我們對(duì)超導(dǎo)物質(zhì)的要求，當(dāng)然是臨界溫度越高越好。

具有超導(dǎo)性能的元素不少，鈮是其中臨界溫度最高的一種。而用鈮制造的合金，臨界溫度高達(dá)絕對(duì)溫度十八點(diǎn)五到二十一度，是目前最重要的超導(dǎo)材料。

人們?cè)?jīng)做過這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn):把一個(gè)冷到超導(dǎo)狀態(tài)的金屬鈮環(huán)，通上電流然后再斷開電流，然后，把整套儀器封閉起來，保持低溫。過了兩年半后，人們把儀器打開，發(fā)現(xiàn)鈮環(huán)里的電流仍在流動(dòng)，而且電流強(qiáng)弱跟剛通電時(shí)幾乎完全相同!

從這個(gè)實(shí)驗(yàn)可以看出，超導(dǎo)材料幾乎不會(huì)損失電流。如果使用超導(dǎo)電纜輸電，因?yàn)樗鼪]有電阻，電流通過時(shí)不會(huì)有能量損耗，所以輸電效率將大大提高。

有人設(shè)計(jì)了一種高速磁懸浮列車，它的車輪部位安裝有超導(dǎo)磁體，使整個(gè)列車可以浮起在軌道上約十厘米。這樣一來，列車和軌道之間就不會(huì)再有摩擦，減少了前進(jìn)的阻力。一列乘載百人的磁懸浮列車，只需一百馬力的推動(dòng)力，就能使速度達(dá)到每小時(shí)五百公里以上。

用一條長達(dá)二十公里的鈮錫帶，纏繞在直徑為一點(diǎn)五米的輪緣上，繞組能夠產(chǎn)生強(qiáng)烈而穩(wěn)定的磁場(chǎng)，足以舉起一百二十二公斤的重物，并使它懸浮在磁場(chǎng)空間里。如果把這種磁場(chǎng)用到熱核聚變反應(yīng)中，把強(qiáng)大的熱核聚變反應(yīng)控制起來，那就有可能給我們提供大量的幾乎是無窮無盡的廉價(jià)電力。

不久前，人們?cè)免夆伋瑢?dǎo)材料制成了一臺(tái)直流發(fā)電機(jī)。它的優(yōu)點(diǎn)很多，比如說體積小，重量輕，成本低，與同樣大小的普通發(fā)電機(jī)相比，它發(fā)的電量要大一百倍。

世界上很大一部份鈮以純金屬態(tài)或以高純度鈮鐵和鈮鎳合金的形態(tài)，用于生產(chǎn)鎳、鉻和鐵基高溫合金。這些合金可用于噴射引擎、燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)、火箭組件、渦輪增壓器和耐熱燃燒器材。鈮在高溫合金的晶粒結(jié)構(gòu)中會(huì)形成γ''相態(tài)。這類合金一般含有最高6.5%的鈮。Inconel 718合金是其中一種含鈮鎳基合金，各元素含量分別為:鎳50%、鉻18.6%、鐵18.5%、鈮5%、鉬3.1%、鈦0.9%以及鋁0.4%。應(yīng)用包括作為高端機(jī)體材料，如曾用于雙子座計(jì)劃。

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。

C-103合金是1960年代初由華昌公司和波音公司共同研發(fā)的鈮合金。由于冷戰(zhàn)和太空競(jìng)賽的緣故，杜邦、美國聯(lián)合碳化物、通用電氣等多個(gè)美國公司都在同時(shí)研發(fā)鈮基合金。鈮和氧容易反應(yīng)，所以生產(chǎn)過程需在真空或惰性氣體環(huán)境下進(jìn)行，這大大增加了成本和難度。真空電弧重熔(VAR)和電子束熔煉(EBM)是當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的生產(chǎn)過程，促使了各種鈮合金的發(fā)展。1959年起，研究項(xiàng)目在測(cè)試了"C系"(可能取了舊名鈳"Columbium"的首字母)中共256種鈮合金后，終于制得了C-103。這些合金都可熔化成顆粒狀或片狀。華昌當(dāng)時(shí)擁有從核級(jí)鋯合金提煉而成的鉿元素，并希望發(fā)展它的商業(yè)應(yīng)用。C系中擁有所謂103成份比例的Nb-10Hf-1Ti合金在可模鍛性和高溫屬性之間有著最佳的平衡，因此華昌于1961年利用VAR和EBM方法生產(chǎn)了首批500磅C-103合金，應(yīng)用于渦輪引擎部件和液態(tài)金屬換熱器。同期的其他鈮合金還有:芬斯蒂爾冶金公司的FS85(Nb-10W-28Ta-1Zr)、華昌和波音的Cb129Y(Nb-10W-10Hf-0.2Y)、聯(lián)合碳化物的Cb752(Nb-10W-2.5Zr)及蘇必利爾管道公司的Nb1Zr。

鈮在外科醫(yī)療上也占有重要地位，它不僅可以用來制造醫(yī)療器械，而且是很好的"生物適應(yīng)性材料"。

比如說吧，用鈮片可以彌補(bǔ)頭蓋骨的損傷，鈮絲可以用來縫合神經(jīng)和肌腱，鈮條可以代替折斷了的骨頭和關(guān)節(jié)，鈮絲制成的鈮紗或鈮網(wǎng)，可以用來補(bǔ)償肌肉組織……

在醫(yī)院里，還會(huì)有這樣的情況:用鉭條代替人體里折斷了的骨頭之后，經(jīng)過一段時(shí)間，肌肉居然會(huì)在鈮條上生長起來，就像在真正的骨頭上生長一樣。怪不得人們把鈮叫作"親生物金屬"哩。

為什么鈮在外科手術(shù)中能有這樣奇特的作用呢?

關(guān)鍵還是因?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)組織長期結(jié)合而無害地留在人體里。

除了在外科手術(shù)中有這樣好的用途外，利用鈮、鉭的化學(xué)穩(wěn)定性，還可以用它們來制造電解電容器、整流器等等。

特別是鈮，約有一半以上用來生產(chǎn)大容量，小體積，高穩(wěn)定性的固體電解電容器。全世界每年都要生產(chǎn)幾億只。

鈮電解電容器沒有"辜負(fù)"人們的厚望，它具有很多其他材料比不上的優(yōu)點(diǎn)。

它比跟它一般大小的其他電容器"兄弟"的電容量大五倍，而且非常可靠、耐震，工作溫度范圍大，使用壽命長，已經(jīng)大量地用在電子計(jì)算機(jī)、雷達(dá)、導(dǎo)彈、超音速飛機(jī)、自動(dòng)控制裝置以及彩色電視、立體電視等的電子線路中。

在鋼的各種微合金化元素中，廢鈮是最有效的微合金化元素，鈮的作用如此之大，以至于鐵原子中含有豐富的鈮原子，就能達(dá)到改善鋼性能的目的。實(shí)際上鋼中加入0.001%-0.1%的鈮，就足以改變鋼的力學(xué)性能。例如:當(dāng)加入0.1%的合金化元素時(shí)，提高鋼的屈服強(qiáng)度依次為:鈮118MPa;釩71.5MPa;鉬40MPa;錳17.6MPa;鈦為零。實(shí)際上鋼中只需加入0.03%-0.05%Nb，鋼的屈服強(qiáng)度便可提高30%以上。而鋼的成本每噸僅增1美元。例如:普通中碳鋼的屈服強(qiáng)度一般為250MPa，加入微量鈮可使強(qiáng)度提高到350-800MPa。

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

該成分被廣泛的應(yīng)用到連續(xù)油管的管材材料中

鈮酸鋰是一種電鐵性物質(zhì)，在手提電話和光調(diào)變器中以及表面聲波設(shè)備的制造上有廣泛的應(yīng)用。它的晶體結(jié)構(gòu)屬于ABO3型，與鉭酸鋰和鈦酸鋇相同。鈮可以代替鉭電容器中的鉭，降低成本，但鉭電容器仍較為優(yōu)勝。

在錢幣上，鈮有時(shí)會(huì)與金和銀一起用在紀(jì)念幣上作貴重金屬。例如，奧地利自2003年起，生產(chǎn)了一系列銀鈮歐羅幣，其顏色是陽極化過程形成的氧化物表層衍射所產(chǎn)生的。2012年，共有十種中心顏色不同的錢幣，共包括藍(lán)、綠、棕、紫和黃。另外含有鈮的錢幣還有2004年的奧地利賽梅林鐵路150周年紀(jì)念幣，以及2006年歐洲衛(wèi)星導(dǎo)航紀(jì)念幣。2011年，加拿大皇家造幣廠開始鑄造稱為"狩獵月"(Hunter's Moon)的5加元純銀和鈮幣。其中的鈮經(jīng)過特殊的氧化過程，所以沒有兩件成品是完全一樣的。

鈮(或摻有1%鋯)是高壓鈉燈電弧管的密封材料，因?yàn)殁壍臒崤蛎浵禂?shù)與經(jīng)燒結(jié)的礬土弧光燈陶瓷材料非常相近。這種用于鈉燈的陶瓷可以抵御化學(xué)侵蝕，也不會(huì)與燈內(nèi)的高溫鈉液體和氣體產(chǎn)生還原反應(yīng)。鈮也被用在電弧焊條上，用來焊接某些穩(wěn)定化不銹鋼。一些大型水箱的陰極保護(hù)系統(tǒng)中以鈮作為陽極的材料，陽極一般再鍍上一層鉑。

鈮因?yàn)樵胤?hào)是Nb而可以表示"牛氣"的意思，對(duì)他人表示贊賞、崇拜時(shí)可用，與"銻"的含義相反。

一、進(jìn)口巴西鈮鐵:

1.鈮是一種可塑性金屬，灰色，具有體心立方結(jié)構(gòu)，其密度為:8.57g/cm。鈮與鐵形成化合物Fe3Nb2，它溶于大量的鐵中。鈮鐵的融化溫度接近1600度(1570-1650度)。

2.鈮與碳形成NbC，其溶化溫度為3500~3800度，其硬度為9~10Mohs,優(yōu)良的特性是制作合金工具鋼的良好添加劑。

3.鈮在非晶行業(yè)中的應(yīng)用，磁源金屬。

4.鈮在永磁材料中的應(yīng)用:鈮的填加改善了釹鐵硼材料的晶體結(jié)構(gòu)，細(xì)化了晶粒組織，提高了材料的矯頑力;在材料的抗氧化方面起到了獨(dú)特的作用。磁源金屬。

5.鈮鐵生產(chǎn)工藝流程:通常采用鋁熱還原法生產(chǎn): 原礦-燒結(jié)-檢驗(yàn)-提純-檢驗(yàn)-粉碎-包裝-檢驗(yàn)-入庫。 反應(yīng)分子式:3Nb2O5+10Al=6Nb+5Al2O3

6.產(chǎn)品圖片:(暫略)

7.鈮鐵國家標(biāo)準(zhǔn):GB/T 7737-2007

二、鈮鐵按鈮和雜質(zhì)的含量不同，分為以下幾個(gè)牌號(hào)，其化學(xué)成份應(yīng)符合下表規(guī)定。

三、磁性材料行業(yè)其它稀有金屬應(yīng)用范圍:

磁源金屬:金屬鋯;金屬鈷;金屬鎵;金屬鎳;金屬鈦等。

五氯化鈮由金屬鈮與稀釋的氯氣在300-350°C下反應(yīng)得到，通過升華純化。沒有碳存在時(shí)，五氧化二鈮直接氯化生成NbOCl3;有碳存在下反應(yīng)，反應(yīng)生成的是NbCl5和NbOCl3的混合物。比較純的五氯化鈮可通過鈮的硫化物與氯氣反應(yīng)制備。

Nb2O5+3Cl2+3C→2NbOCl3+3CO

Nb2O5+5Cl2+5C→2NbCl5+5CO

Nb2O5+3NbCl5→5NbOCl3