物理性質(zhì):鈮是灰白色金屬,熔點(diǎn)2468℃,沸點(diǎn)4742℃,密度8.57g/cm3。鈮是一種帶光澤的灰色金屬,具有順磁性,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**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)體中比較高的。其磁穿透深度也是所有元素中比較高的。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)**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?。鈮可以形成氧化態(tài)為+5至?1的各種化合物。浙江高純鈮珠
根據(jù)估算,鈮在地球地殼中的豐度為20%,在所有元素中排列第33位。部分科學(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。江蘇加工鈮廠家直銷鈮可以形成擁有+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。
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(guò)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。
同位素是自然產(chǎn)生的鈮由一種穩(wěn)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(wěn)定的是92Nb,半衰期有3470萬(wàn)年;113Nb是**不穩(wěn)定的同位素之一,其半衰期估計(jì)只有30毫秒。比93Nb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:81Nb、82Nb和84Nb會(huì)進(jìn)行少量β緩發(fā)質(zhì)子發(fā)射,91Nb會(huì)進(jìn)行電子捕獲和正電子發(fā)射,而92Nb會(huì)同時(shí)進(jìn)行正電子(β+)和電子(β-)發(fā)射。鈮的鹵化物負(fù)離子也存在。
氧化物及硫化物: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(jiàn)的有+2態(tài)(NbO)。五氧化二鈮是**常見(jiàn)的鈮氧化物,鈮金屬及所有鈮化合物的制備都需從其開(kāi)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?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)。上海碳化鈮
屬鈮可用電解熔融的七氟鈮酸鉀制取。浙江高純鈮珠
化學(xué)性質(zhì):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(wú)機(jī)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(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(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(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(méi)有鉭這么高,但是它價(jià)格更低,也更為常見(jiàn),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。浙江高純鈮珠
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