铌(Niobium) [1] ,化学符号Nb,原子序数为41,是一种过渡金属元素。铌单质是一种带光泽的灰色金属。高纯度铌金属的延展性较高,但会随杂质含量的增加而变硬。铌对于热中子的捕获截面很低,因此在核工业上有相当的用处。当于1801年考察在大英博物馆的矿石时 [2] ,Charles Hatchett被一个标签为columbite(钶铁矿)的样本激起了兴趣。他推测其包含一种新的金属,他是对的。他加热一块样本与碳酸钾,溶解产物到水中,添加了酸后获得了沉淀物。然而,进一步的处理也没能生产出元素本身,他命名其为columbium(钶——铌元素的旧译),被人们已知多年。铌在地球地壳中的丰度为20%,在所有元素中排列第33位。江西纳米铌
化学性质:室温下铌在空气中稳定,在氧气中红热时也不被完全氧化,高温下与硫、氮、碳直接化合 ,能与钛、锆、铪、钨形成合金。不与无机酸或碱作用,也不溶于王水,但可溶于氢氟酸。铌金属室温下在空气中是极其稳定的,不与空气作用。虽然它在单质状态下的熔点较高(2468°C),但其密度却比其他难熔金属低。铌还能抵御各种侵蚀,并能形成介电氧化层。铌的电正性比位于其左边的锆元素低。其原子大小和位于其下方的钽元素原子几乎相同,这是镧系收缩效应所造成的。这使得铌的化学性质与钽非常相近。虽然它的抗腐蚀性没有钽这么高,但是它价格更低,也更为常见,所以在要求较低的情况下常用以代替钽,例如作化工厂化学物槽内涂层物料。浙江高纯铌铂铌可以形成拥有+5和+4氧化态的卤化物,以及各种亚化学计量化合物。
钢铁应用:在钢的各种微合金化元素中,废铌是***的微合金化元素,铌的作用如此之大,以至于铁原子中含有丰富的铌原子,就能达到改善钢性能的目的。实际上钢中加入0.001%—0.1%的铌,就足以改变钢的力学性能。例如:当加入0.1%的合金化元素时,提高钢的屈服强度依次为:铌118MPa;钒71.5MPa;钼40MPa;锰17.6MPa;钛为零。实际上钢中只需加入0.03%—0.05%Nb,钢的屈服强度便可提高30%以上。而钢的成本每吨*增1美元。例如:普通中碳钢的屈服强度一般为250MPa,加入微量铌可使强度提高到350—800MPa。
化合物:铌在很多方面都与钽及锆十分相似。它会在室温下与氟反应,在200°C下与氯和氢反应,以及在400°C下与氮反应,产物一般都是间隙非整比化合物。铌金属在200°C下会在空气中氧化,且能抵御熔融碱和各种酸的侵蚀,包括王水、氢氯酸、硫酸、硝酸和磷酸等。不过氢氟酸以及氢氟酸和硝酸的混合物则可以侵蚀铌。虽然铌可以形成氧化态为+5至?1的各种化合物,但它**常见的还是处于+5氧化态。氧化态低于+5的铌化合物中都含有铌﹣铌键。铌能吸收气体,用作除气剂,也是一种良好的超导体。
同位素是自然产生的铌由一种稳定同位素组成的:93Nb。截至2003年,已合成的放射性同位素共有至少32种,原子量在81和113之间。其中**稳定的是92Nb,半衰期有3470万年;113Nb是**不稳定的同位素之一,其半衰期估计只有30毫秒。比93Nb更轻的同位素一般进行β+衰变,比它重的则会进行β-衰变。例外包括:81Nb、82Nb和84Nb会进行少量β缓发质子发射,91Nb会进行电子捕获和正电子发射,而92Nb会同时进行正电子(β+)和电子(β-)发射。铌可以形成氧化态为+5至?1的各种化合物。福建高纯铌丝
铌可以通过诱导析出和控制冷却速度,实现析出物弥散分布。江西纳米铌
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