二 地殼含量和分布 Nb在地殼中含20ppm,在自然界與鉭共生。主要的礦物是鈮鐵(錳)礦(Fe,Mn)Nb2O6即Columbite分布廣泛但不集中,在馬來西亞、尼日利亞錫提取的副產(chǎn)物中含相當(dāng)量的金屬鈮化合物。 三 制備及用途 Marinac1866年采用分部結(jié)晶法分離了鈮和鉭的化合物,且沿用至今,利用K2NbOF3,K2TaF7在1%HF中溶解度不同,K2NbOF3比K2TbF7大12倍,可用甲基異丁酮提取,之后轉(zhuǎn)化為五氧化物用Na或C還原,或用熔融 的氟化物電解制備。 鈮化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定,常溫下表面形成致密氧化膜,阻止進(jìn)一步氧化,鈮可逆吸收H2,是儲氫材料,常溫下1kg Nb可吸收104kg H2,溫度升至1000℃,1kgNb只能吸收4升的H2,此時Nb會很脆,置于600℃真空環(huán)境中,H2會重新釋放,Nb又成為堅韌金屬,在冶金工業(yè),Nb可制成耐高溫高 強(qiáng)度的特種合金和銅,在電子管制造業(yè),利用Nb吸氣特性,用作永久除氣 劑,在原子能工業(yè)中,利用Nb熱中子捕獲截面小,用作熱中子芯的合金材料,在快中子核反應(yīng)堆上,Nb用作燃料元件的包殼,在化纖工業(yè),利用鈮優(yōu)異的延展性來制造化學(xué)纖維的拉絲膜,在-263.9℃(9.22K)的超低溫時,Nb出現(xiàn)超導(dǎo)電現(xiàn)象,人們利用超導(dǎo)(superconoluctwoty)現(xiàn)象作“冷子管”七十年代后,人們制成超低溫電纜,其電阻幾乎為0,輸出效率極高。
四 鈮的主要化合物 硼化物:Nb可形成Nb3B2,Nb3B4,NbB,NbB2等結(jié)構(gòu)硼化物,其沸點很高超過3000℃,不僅可制成粉末,還可紡絲,且由于可耐受金屬熔體、熔渣、熔鹽的腐蝕,可制成高溫反應(yīng)管,汽化艙、熱電偶鞘等。 氮化物:Nb的氮化物有NbN,常呈半透明,極硬,化學(xué)惰性具有金屬性的材料,沸點為2300℃,可作高溫反應(yīng)管,熱電偶鞘等用。
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