Nb在元素周期表排列41位,與V同屬于第三副族。都說結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),性質(zhì)決定用途，那么先來介紹一下Nb原子的結(jié)構(gòu)，它最外層電子結(jié)構(gòu)4d⁴5S¹，與V的最外層電子比有一個(gè)差異,3d³4S² ,可以到V最外層4S有2個(gè)電子，而Nb最外層5S只有1個(gè)電子。另外Nb要比V多一個(gè)電子殼，所以它的原子半徑要比V大,而V與Fe半徑基本相同。與V相同,它失去5個(gè)電子后會(huì)形成最穩(wěn)定5價(jià)化合物。

那么，鈮來自哪里呢？自然界中Nb基本與同族Ta共生，鈮鐵礦，(Fe,Mn)(Nb,Ta)₂O_6，鈳鉭鐵礦（(Fe,Mn)(Ta,Nb)₂O₆）,目前全球最大的Nb精礦位于巴西米納斯吉拉斯州，另外一個(gè)礦位于戈亞斯，這兩個(gè)礦占了全球Nb礦供應(yīng)75%的市場(chǎng)份額。

鈮元素日常大家都很少見到,它主要出現(xiàn)于如下行業(yè):

1.鋼鐵行業(yè):鈮的氧化物--氧化鈮80%~90%都被消耗在鋼鐵行業(yè)中,氧化鈮作為一種添加劑與鐵礦石一起融化,脫氧，脫碳，脫氮等雜質(zhì)元素。Nb鋼鐵摻雜性價(jià)比最高的一種微量元素,普通鋼的屈服強(qiáng)度在250Mpa左右,而添入0.05%的Nb后其強(qiáng)度可以達(dá)到是350~800Mpa,換做其它元素沒有如此明顯的效果。Nb可以與鋼鐵中的雜質(zhì)元素C,N,S結(jié)合形成穩(wěn)定的化合物,，使鋼的微晶更加分散,均勻,從而提高了材料整體的韌性。同時(shí)也降低了材料的脆性轉(zhuǎn)變溫度,使鋼鐵的焊接性能有明顯提高。如下圖可以看到在含有Nb的Fe-C-Mn鋼材中，摻入Nb后,最終的鐵素體晶相更加細(xì)小。

Nb摻雜鋼帶來的成本節(jié)約是非常明顯的,同等目標(biāo)強(qiáng)度條件下可大幅削減鐵礦的應(yīng)用,同時(shí)還可以使結(jié)構(gòu)變的更輕,進(jìn)一步降低了整體使用成本。

2.電子行業(yè):目前全球高端的電容幾乎都被鉭電容囊括,其高的介電常數(shù)27幾乎是鋁的四倍多,由于鉭電容穩(wěn)定性佳, 因此成為嚴(yán)苛的環(huán)境電容的首選。然而氧化鈮電容出現(xiàn)打破了鉭電容在高端電容的壟斷地位,氧化鈮在作為電容具有更加明顯的優(yōu)勢(shì)：它介電系數(shù)更高,更耐熱阻燃。氧化鈮電容還有一個(gè)自愈特性,這種性能會(huì)使其信賴性壽命大大提高。目前氧化鈮電容難以量產(chǎn)的原因在于高純鈮粉的獲得，如前面提到,目前80%的鈮都用于鋼鐵行業(yè),鈮電容目前面臨的問題是如何與鋼鐵行業(yè)公用一個(gè)供貨系統(tǒng)。

鉭鈮和鈮氧化物粉末參數(shù)一覽表

隨著電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,氧化鈮電容或許會(huì)成為另外一個(gè)高附加值的應(yīng)用行業(yè)。

3.超導(dǎo)行業(yè):目前具有超導(dǎo)效應(yīng)的金屬中鈮金屬是最高的一個(gè)元素,1973年鈮鍺合金的超導(dǎo)溫度提到到23.3K，該記錄一直保持了13年,直到1986一種氧化物的將超導(dǎo)溫度提高了35K,

隨后氧化物超導(dǎo)呈現(xiàn)脈沖式爆發(fā),隨后在1987全球260多個(gè)研究小組投入研究,超導(dǎo)溫度被迅猛拉升至40K,53K,100K，甚至有團(tuán)隊(duì)宣傳在240K(-30℃)，很快日本鹿兒島大學(xué)開發(fā)出了287K(室溫14℃),這堪稱技術(shù)史上的奇跡,現(xiàn)在回頭看看,氧化物雖然可以推高超導(dǎo)溫度,但是其配比，穩(wěn)定性仍不如鈮鍺合金穩(wěn)定。

4.生物醫(yī)療：金屬鈮具有非常優(yōu)良的親生物性，因此鈮線可以用來縫合神經(jīng)以及肌腱,鈮可以用來制作人工關(guān)節(jié),甚至可以用來替代骨頭,肌肉可以附著在鈮表面生長(zhǎng)。主要是應(yīng)為它有極好的抗腐蝕性，不會(huì)與人體發(fā)生反應(yīng)。

粉體圈 青鳥飛魚