鈮(Niobium) [1] ,化學符號Nb,原子序數為41,是一種過渡金屬元素。鈮單質是一種帶光澤的灰色金屬。高純度鈮金屬的延展性較高,但會隨雜質含量的增加而變硬。鈮對于熱中子的捕獲截面很低,因此在核工業上有相當的用處。當于1801年考察在大英博物館的礦石時 [2] ,Charles Hatchett被一個標簽為columbite(鈳鐵礦)的樣本激起了興趣。他推測其包含一種新的金屬,他是對的。他加熱一塊樣本與碳酸鉀,溶解產物到水中,添加了酸后獲得了沉淀物。然而,進一步的處理也沒能生產出元素本身,他命名其為columbium(鈳——鈮元素的舊譯),被人們已知多年。鈮在地球地殼中的豐度為20%,在所有元素中排列第33位。江西納米鈮
化學性質:室溫下鈮在空氣中穩定,在氧氣中紅熱時也不被完全氧化,高溫下與硫、氮、碳直接化合 ,能與鈦、鋯、鉿、鎢形成合金。不與無機酸或堿作用,也不溶于王水,但可溶于氫氟酸。鈮金屬室溫下在空氣中是極其穩定的,不與空氣作用。雖然它在單質狀態下的熔點較高(2468°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,這是鑭系收縮效應所造成的。這使得鈮的化學性質與鉭非常相近。雖然它的抗腐蝕性沒有鉭這么高,但是它價格更低,也更為常見,所以在要求較低的情況下常用以代替鉭,例如作化工廠化學物槽內涂層物料。浙江高純鈮鉑鈮可以形成擁有+5和+4氧化態的鹵化物,以及各種亞化學計量化合物。
鋼鐵應用:在鋼的各種微合金化元素中,廢鈮是***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,就能達到改善鋼性能的目的。實際上鋼中加入0.001%—0.1%的鈮,就足以改變鋼的力學性能。例如:當加入0.1%的合金化元素時,提高鋼的屈服強度依次為:鈮118MPa;釩71.5MPa;鉬40MPa;錳17.6MPa;鈦為零。實際上鋼中只需加入0.03%—0.05%Nb,鋼的屈服強度便可提高30%以上。而鋼的成本每噸*增1美元。例如:普通中碳鋼的屈服強度一般為250MPa,加入微量鈮可使強度提高到350—800MPa。
化合物:鈮在很多方面都與鉭及鋯十分相似。它會在室溫下與氟反應,在200°C下與氯和氫反應,以及在400°C下與氮反應,產物一般都是間隙非整比化合物。鈮金屬在200°C下會在空氣中氧化,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為+5至?1的各種化合物,但它**常見的還是處于+5氧化態。氧化態低于+5的鈮化合物中都含有鈮﹣鈮鍵。鈮能吸收氣體,用作除氣劑,也是一種良好的超導體。
同位素是自然產生的鈮由一種穩定同位素組成的:93Nb。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**穩定的是92Nb,半衰期有3470萬年;113Nb是**不穩定的同位素之一,其半衰期估計只有30毫秒。比93Nb更輕的同位素一般進行β+衰變,比它重的則會進行β-衰變。例外包括:81Nb、82Nb和84Nb會進行少量β緩發質子發射,91Nb會進行電子捕獲和正電子發射,而92Nb會同時進行正電子(β+)和電子(β-)發射。鈮可以形成氧化態為+5至?1的各種化合物。福建高純鈮絲
鈮可以通過誘導析出和控制冷卻速度,實現析出物彌散分布。江西納米鈮
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