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。铌在很多方面都与钽及锆十分相似。山东氧化铌
物理性质:铌是灰白色金属,熔点2468℃,沸点4742℃,密度8.57g/cm3。铌是一种带光泽的灰色金属,具有顺磁性,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。它的**外电子层排布和其他的5族元素非常不同。同样的现象也出现在前后的钌(44)、铑(45)和钯(46)元素上。铌在低温状态下会呈现超导体性质。在标准大气压力下,它的临界温度为9.2K,是所有单质超导体中比较高的。其磁穿透深度也是所有元素中比较高的。铌是三种单质第II类超导体之一,其他两种分别为钒和锝。铌金属的纯度会**影响其超导性质。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。湖南节能铌铂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。
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。
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。人们曾用铌钛超导材料制成了一台直流发电机。
铌作为微合金化元素加入钢中并不改变铁的结构,而是与钢中的碳#氮#硫结合,改变钢的显微结构。铌对钢的强化作用主要是的是细晶强化和弥散强化,铌能和钢中的碳氮生成稳定的碳化物和碳氮化物。而且还可以使碳化物分散并形成具有细晶化的钢。铌还可以通过诱导析出和控制冷却速度,实现析出物弥散分布。在较宽的范围内调整钢的韧性水平。因此,加入铌不仅可以提高钢的强度,还可以提高钢的韧性、抗高温氧化性和耐蚀性!降低钢脆性转变温度,获得好的焊接性能和成型性能。铌可以形成氧化态为+5至?1的各种化合物。湖南节能铌铂
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。山东氧化铌
医疗应用:铌在外科医疗上也占有重要地位,它不仅可以用来制造医疗器械,而且是很好的“生物适应性材料”,因为它有极好的抗蚀性,不会与人体里的各种液体物质发生作用,并且几乎完全不损伤生物的机体组织,对于任何杀菌方法都能适应,所以可以同有机组织长期结合而无害地留在人体里。
铌基合金:C-103是一种铌合金,它含有89%的铌、10%的铪和1%的钛,可用于液态火箭推进器喷管,例如阿波罗登月舱的主引擎。阿波罗服务舱则使用另一种铌合金。由于铌在400°C以上会开始氧化,所以为了防止它变得易碎,须在其表面涂上保护涂层。 山东氧化铌
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