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鈮的性質與用途

發布時間:2023-02-07人氣:74

鈮的性質與用途

鈮作為鐵基、鎳基和鋯基超級合金的添加劑,可提高其強度性能。 鈮在原子能工業中適于作反應堆的結構材料和核燃料的包套材料以及航空、宇航工業中熱防護和結構材料。鈮電容和鉭電容相似,但由于鈮的密度小,單位體積電容量則較大。鈮鈦、鈮鋯合金及鈮錫、鈮鋁鍺等化合物超導材料,除用作輸電、發電、制造超導磁體、控制核聚變外,還用于宇宙飛行器中的導航裝置、高速潛水船只的電磁推進設備以及超導超階級高速列車等。鈮耐酸腐蝕性能比鋯好,不如鉭,可作熱交換器、冷凝器、過濾器、攪拌器等。碳化鈮可以單獨使用或與碳化鎢、碳化鉬配合使用,作熱鍛模、切削工具、噴氣發動機渦輪葉片,閥門、尾裙及火箭噴嘴涂層。含鈮的合金鋼強度高、韌性好、抗冷淬,廣泛用在輸油管道。鈮酸鋰單晶用于彩色電視機。 

鈮的性質 

鈮是一個種顯鋼灰色光澤的難熔稀有金屬,其熔點為2467。C,密度為8.6克/厘米3。鈮具有良好的低溫塑性,可冷壓力加工成各種半成品。耐高溫、強度大,在1000℃以上仍具有足夠的強度、塑性和導熱性。在極低的溫度下超導性最好,如在零下260℃左右其電阻接近于零。在150℃以下抗化學腐蝕和大氣腐蝕。在常溫下對許多酸和鹽的溶液都是穩定的,但溶于氫脆。陽極化時生成穩定的氧化膜。在自然界礦物中鈮。陽極化時生成穩定的氧化膜。在自然界礦物中鈮、鉭共生,含鈮、鉭的礦物有:燒綠石、鈮鉭鐵礦、褐釔鈮礦、含鈮鈦鐵金紅石、紅晶石以及含鈮鉭酸鹽的砂礦。某些煉鋼爐渣和煉錫爐渣也是是、提練鈮的重要資源。劃分鈮礦或鉭礦,主要是根據礦物中含鈮或鉭的多少而定。 鈮三錫超導磁性能達到國際水平 寶雞稀有色金屬加工研究院用自產線材試制成功內徑為23.5毫米的插入型多芯鈮三錫超導磁體。這種磁體與常規磁體比體積小、重量輕,磁場強度高;若通電閉合運行后,則長期運行不需供電。經中法兩國科技人員在法國國家科研中心高場實驗室一起測試,在-286.96℃下,磁體中心場強達15.4萬高斯,性能達到國際水平。

鉭(Ta)鈮(Nb)都屬于高熔點(鉭 2996°C、鈮2468°C)高沸點(鉭5427°C,鈮 5127°C)稀有金屬,外觀似鋼,灰白色光澤,粉末呈深灰色,具有吸氣、耐腐蝕、超導性、單極導電性和在高溫下強度高等特性。

因此,當前鉭鈮新材料應用的相關高技術產業領域包括電子、精密陶瓷和精密玻璃工業;電聲光器件;硬質合金,宇航及電子能工業;生物醫學工程;超導工業;特種鋼等產

鉭和鈮在電子工業、化學工業、特種合金以及真空技術、尖端技術方面都具有非常重要的地位。在電子工業中利用鉭金屬制造的電解電容器具有電容量大、漏電流小、穩定性好、可靠性高、耐壓性能好、壽命長、體積小等突出特點。 大量用于國防、航空、航天.電子計算機、高檔次的民用電器及各類電子儀表的電子線路中。

在治金工業中,鉭鈮主要用作生產高強度合金鋼、改善各種合金性能和制作超硬工具的添加劑。

近期,全世界范圍內工業化的進程與美元的貶值加速了金屬、非金屬等資源價格的大幅上漲,稀有金屬市場需求進一步加大。鉭、鈮、等高新技術產品的研發和生產進入了一個新的增長時期。在國內同行業中第一個被“國際鉭鈮研究中心(TIC)”接納為成員,國家科技部認定的國家級重點高新技術企業的寧夏東方有色金屬集團,在其34個系列產品中,占有23個品種屬新材料領域的高新技術產品,鉭粉、鉭絲分別占世界20%和45%的市場份額,同時也是我國國防、核能、宇航、電子、治金和化工等高新技術領域極為重要的新材料供應基地,代表著我國稀有金屬工業正在走向一個新的轉折點。

近年來,隨著計算機、數碼相機、手機、車載電子系統需求轉旺的拉動,的需求在逐步走出低谷。鉭精礦價格也回到正常水平。世界近年對鉭的總需求在 2000 噸左右,而對鈮的需求是20000余噸;的主要用途是電容器用鉭粉及其鉭絲,其用量占總消費量的一半以上;的主要用途是作鋼鐵的添加劑,其用量占總消費量的近九成;2000 年是鉭消費的高峰之年,鉭的總用量達到創記錄的2235噸2001年則速下掉到1562噸至2004年其產量穩步提高接近2000噸;鈮的需求則一直較為平穩。

我國的資源優勢明顯

我國一些特大或大型礦情況:

特點:礦床規模小,礦石品位低,嵌布粒度細而分散,多金屬伴生,造成難采、難分、難選,回收率低;賦存狀態差,大規模露采的礦山較少。我國沒有獨立的鈮礦山,鈮往往與稀土、鉭伴生。

儲量:我國所規定的礦床儲量計算的最低工業品位指標為:(Ta、Nb)2050.016-0.028%,從我國大部分礦床品位都接近或略高于最低工業品位指標。Ta205品位超過0.02%的幾乎沒有,而Nb205品位超過0.1%的也只有幾個碳酸巖類型的礦床其它類型礦床,其他類型 Nb205品位均在0.02%左右。

鉭鈮儲量數據顯示,我國(Ta205)儲量和基礎儲量在數量上還是很大的,但我國鉭資源Ta205品位幾乎沒有一個超過0.02%,顯然以這樣低的品位套改出的“儲量”與國外高品位計算出的儲量難有可比性。鈮亦是如此。


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