元素CB是什么

元素CB是什么
2024-12-28 03:15:25
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刚刚查到了以下资料:

“烈火金刚”铌
刘继顺

2007-10-10

铌(Nb,Niobium),曾被称为钶(columbium),在元素周期表上排行41,属VB族,原子序数41,原子量92.9064,体心立方晶体。铌的氧化态为-1、+ 2、+3、+4和+5,其中以+5价化合物最稳定。天然稳定同位素只有铌90。
1801年,英国化学家C.Hatchett,从当时陈列在大英博物馆的一块黑色矿石(铌铁矿)中,分离出一种新元素的氧化物。1801年11月26日,他在英国皇家学会上,宣读了“北美一矿物分析含有的一种至今未知的金属”的论文,称这个金属为Columbium(钶),这个矿石称为Columbite(钶矿),Columbia一词的来源是为了纪念十五世纪末西班牙航海家哥伦布。事实上,Hatchett发现的是钶钽的混合物。只不过钶占较大的比例。由于钶和钽在性质上非常相似,不少研究者认为两者是同一元素。

1844年,德国化学家H.Rose,从Bodenmais产的一种铌钽矿石进行了透切的研究,分离出了两种性质相似元素的化合物,宣称他发现了一种“新”元素,因其性质和钽(tantalum)相似,在自然界和钽共生。由于钽是按希腊神话人物宙斯之子Tantalus命名的,于是就按Tantalus之女Niobe的名字,给新元素定名 niobium。

1866年,C.W.Bloomstrand用H2还原铌的氯化物制得不纯的铌。也是在1866年,瑞士化学家J.C.G.Marinac对含钶(铌)和钽的矿石及这两种新金属的性质进行了研究,也证实它们确是两种不同的元素,较轻的是钶(铌),较重的是钽,1950年,IUPAC(国际纯粹与应用化学联合会),采用铌(Niobium)为正式元素名称Nb,但在美国工业界至今仍采用钶(Cb)作为通用名称,1907年,W.von Bolton用Na还原金属氟化物(K3NbOF3.2H2O) 分别制得了纯铌、钽。1955年,铌开始工业规模生产,到1980年铌年产量达14,000吨(80%产自巴西)。
铌是灰白色金属,熔点2468℃,沸点4742℃,密度8.57克/厘米3 。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。

铌的化学性质非常稳定,常温下表面形成致密氧化膜,阻止进一步氧化,铌可逆吸收H2,是储氢材料,常温下1kg Nb可吸收104kg H2,温度升至1000℃,1kgNb只能吸收4升的H2,此时Nb会很脆,置于600℃真空环境中,H2会重新释放,Nb又成为坚韧金属。在冶金工业上,Nb可制成耐高温高强度的特种合金;在电子管制造业,利用Nb吸气特性,用作永久除气剂;在原子能工业中,利用Nb热中子捕获截面小,用作热中子芯的合金材料;在快中子核反应堆上,Nb用作燃料元件的包壳;在化纤工业,利用铌优异的延展性来制造化学纤维的拉丝膜。
铌最主要的特点是耐热。熔点高达摄氏2468度,不要说一般的火烧不化它,就是炼钢炉里烈焰翻腾的火海也奈何不了它。在一些高温高热的郡门里,特别是制造一千六百度以上的真空加热炉,非铌莫属。用铌作合金元素添加到钢里,能使钢的高温强度增加,加工性能改善。铌与钨、钼、钒、镍、钴等一系列金属合作,得到的“热强合金”,可以用作超音速喷气式飞机和火箭、导弹等的结构材料。目前研制新型的高温结构材料时,已开始把注意力转向铌,许多高温、高强度合金都有铌参加。铌的碳化物更有能耐,这个特点与钨、钼也毫无二致。用铌的碳化物作基体制成的硬质合金,有很高的强度和抗压、耐磨、耐蚀本领。
铌不仅能在极高温度的环境里顽强地工作,而且还能在超低温的条件下出色地为我们服务。在-263.9℃(9.22K)的超低温时,Nb出现超导电现象,铌在具超导性质元素中,临界温度最高的一种。而用铌制造的合金,临界温度高达绝对温度十八点五到二十一度,是目前最重要的超导材料。用一条长达二十公里的铌锡带,缠绕在直径为一点五米的轮缘上,绕组能够产生强烈而稳定的磁场,足以举起一百二十二公斤的重物,并使它悬浮在磁场空间里。如果把这种磁场用到热核聚变反应中,把强大的热核聚变反应控制起来,那就有可能给我们提供大量的几乎是无穷无尽的廉价电力。不久前,人们曾用铌钛超导材料制成了一台直流发电机。它体积小,重量轻,成本低,与同样大小的普通发电机相比,它发的电量要大一百倍。
铌的最主要用途是以铌铁形式用于钢铁工业,消费量占世界铌消费量的85%以上,多用于碳素钢和高强度低合金钢。铌在高温合金中的消费量占总消费量的10%左右。氧化铌可作高折射率的光学玻璃的添加剂。铌酸锂是一种优良的压电晶体,用于彩色电视滤波器和雷达延迟线等。铌酸锶钡单晶可制造激光通信装置的调制器。碳化铌可制造超硬工具和模具。二硒化铌粉可作电动机械和仪表装置的自润滑填充剂。

1981年铌在美国各部门的消费比例为:交通运输32%,建筑工业31%,石油及天然气16%,机械工业11%,其他10%。

因此,铌被誉为“烈火金刚”。

以上资料转载自新浪博客