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物理性質(zhì)

鈮是灰白色金屬，熔點2468℃，沸點4742℃，密度8.57克/立方厘米。鈮是一種帶光澤的灰色金屬，具有順磁性，屬于元素周期表上的5族。高純度鈮金屬的延展性較高，但會隨雜質(zhì)含量的增加而變硬。它的最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)體中最高的。其磁穿透深度也是所有元素中最高的。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。鈮金屬的純度會大大影響其超導(dǎo)性質(zhì)。

鈮對于熱中子的捕獲截面很低，因此在核工業(yè)上有相當(dāng)?shù)挠锰帯?/p>

化學(xué)性質(zhì)

室溫下鈮在空氣中穩(wěn)定，在氧氣中紅熱時也不被完全氧化，高溫下與硫、氮 、碳直接化合 ，能與鈦 、鋯、鉿、鎢形成合金。不與無機酸或堿作用，也不溶于王水，但可溶于氫氟酸。鈮的氧化態(tài)為－1、+ 2、+3、+4和+5，其中以+5價化合物最穩(wěn)定。

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)下的熔點較高（2,468°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有鉭這么高，但是它價格更低，也更為常見，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。

 鈮和鉭常相伴相生，但鈮在地殼中的含量約為 2.4 × 10 -3 % ，為鉭的 10 倍，主要以鈮鐵礦的形式存在。一般鈮的耐蝕性能高于鈦、鋯而稍低于鉭，由于鈮的價格低于鉭，因而在某些腐蝕介質(zhì)中可用鈮代替更貴的鉭。同時鈮的相對密度僅約為鉭的 1/2 ，在同樣構(gòu)件尺寸的情況下，鈮的用量僅約為鉭的 1/2 ，可以降低成本。

        鈮和鉭一樣，都靠表面生成致密的氧化膜而成為鈍化型耐蝕金屬，因而鈮的耐蝕性能有的與鉭接近。鈮主要用于一些溫度不高的還原性強的強酸介質(zhì)中，但在氫氟酸、熱濃硫酸、氫氧化鈉、氫氧化鉀等介質(zhì)中不耐蝕，在熱濃鹽酸和熱濃磷酸中的腐蝕率也偏高，在這些介質(zhì)中應(yīng)用鈮時應(yīng)慎重。

        鈮的沸點是； 4927 ℃，熔點是： 2468 ℃，屬于難熔金屬。鈮可在 350~400 ℃中溫成型， 950~1000 ℃高溫成型，可在 1200 ℃左右進(jìn)行完全退火。鈮在空氣中從 230 ℃開始氧化， 300 ℃開始強烈氧化，溫度高于 400 ℃時氧化膜破壞并脫落，大大加速氧化速度。鈮在空氣中 600 ℃開始氮化。鈮在含氫介質(zhì)中， 250 ℃ ~950 ℃會吸收氫。因而鈮的焊接和熱處理均應(yīng)在真空中或在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行，即 300 ℃以上的熱過程都應(yīng)在真空或惰性氣體或高溫涂料保護(hù)下進(jìn)行。鈮制設(shè)備與容器暴露在大氣中時，應(yīng)用溫度一般不宜超過 230 ℃，只有在保證不接觸到大氣時，才可適當(dāng)提高溫度。鈮在焊接時的保護(hù)方式和鉭一樣要用高純惰性氣體，而且在溫度 230 ℃以上時也應(yīng)將其置于惰性氣體保護(hù)之下。最好在鈮焊件冷卻到 200 ℃一下再停供惰性氣體。

        鈮材在壓力容器中已有一定應(yīng)用，但還沒有正規(guī)的鈮容器標(biāo)準(zhǔn)。在壓力容器中主要采用純鈮，加入 1% 左右的鋯可以提高強度，但耐腐蝕性和塑性稍有降低。

                            中國鈮材標(biāo)準(zhǔn)

      標(biāo)準(zhǔn)號                                       標(biāo)準(zhǔn)名稱

GB/T3630-1983                   鈮板材、帶材和箔材

GB/T14842-1993                           鈮無縫管

GB/T8183-1987                        鉭及鉭合金箔材

GB/T6869-1998                                 鈮條

                           美國鈮材標(biāo)準(zhǔn)

      標(biāo)準(zhǔn)號                                       標(biāo)準(zhǔn)名稱

ASTM B393-2003                       鈮板材、薄板、帶

ASTM B392-2003                           鈮棒材、絲材

ASTM B394-2003                       鈮無縫管、焊接管