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铌”兄“钽”弟—“铌钽”的发现和特性

2020-06-29

    “铌钽”从哪里来

       铌在地球中的平均含量为0.002%,钽的含量更低,为0.000006%。由于铌、钽地球化学性质十分接近,在自然界中,两种元素常常相伴相生,在同一矿物中出现。几乎所有铌矿物中都有钽,钽矿物中都有铌,仅主次不同。钽铌制品厂家至今共发现72种独立的铌、钽矿物,其中绝大部分属于氧化物,其次是硅酸盐矿物,大部分铌钽矿物成分复杂。主要矿物有铌(钽)铁矿、烧绿石和黑稀金矿、褐钇铌矿、钽铁矿、钛铌钙铈矿等。

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       铌钽矿主要形成于碳酸岩型矿床、花岗岩及花岗伟晶岩矿床和砂矿床中,其中以碳酸岩型很为重要。

       中国的铌钽矿主要有内蒙古包头的白云鄂博矿、内蒙古扎鲁特旗的花岗岩型铌矿、湖北竹山庙垭铌钽矿、陕西华阳川铀铌铅矿和江西宜春的铌钽矿等。

       在合金中的应用

       用铌作合金元素添加到钢铁中,能使钢铁的强度增加,加工性能改善。钢铁中仅需加入0.03%的铌,就可以让强度提升30%以上。通常,中碳钢的屈服强度为250MPa,而加入很少的铌之后,屈服强度可以提升为350MPa以上。钢中加入铌不仅可以提高钢的强度,还可以提高钢的韧性、抗高温氧化性和耐蚀性,降低钢脆性转变温度,使钢具有良好的焊接性能和成型性能。

       许多高温、高强度合金都有这一对孪生兄弟参加。铌、钽本身很顽强,它们的碳化物更有能耐,这个特点与钨、钼也毫无二致。用铌和钽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。在所有的硬质化合物中,碳化钽的硬度是很高的。用碳化钽硬质合金制成的刀具,能抗得住3800°以下的高温,硬度可以与金刚石匹敌,使用寿命比碳化钨更长。


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