铌和钽的性质及用途
钽铌合金的广泛应用领域
钽铌合金的广泛应用领域钽铌合金，通常由钽和铌两种金属元素组成的合金，具有优异的性能和广泛的应用领域。
本文将深入探讨钽铌合金的特点、制备工艺以及在不同领域的应用，并分享个人对其的观点和理解。
一、钽铌合金的特点和制备工艺1. 特点：钽铌合金具有以下显著特点：1）高融点和高熔点：钽的熔点约为2996°C，而铌的熔点约为2468°C，因此钽铌合金具有较高的熔点，使其在高温环境下表现优异。
2）优异的耐腐蚀性：钽铌合金具有良好的耐腐蚀性，能够抵御酸、碱等腐蚀介质的侵蚀，因此在化学工业等腐蚀性环境中得到广泛应用。
3）优异的机械性能：钽铌合金具有出色的机械性能，包括高强度、高硬度和良好的延展性，适用于多种工程应用。
2. 制备工艺：钽铌合金可以通过多种制备工艺得到，常见的有：1）冶金法制备：通过熔炼、铸造、热处理等工艺将钽和铌按比例混合，并在特定温度下进行化学反应，最终得到钽铌合金。
2）粉末冶金法制备：将钽和铌的粉末按一定比例混合，并通过压制、烧结等工艺得到钽铌合金。
二、钽铌合金的应用领域钽铌合金由于其优异的性能，在多个领域得到广泛应用，以下是几个典型的应用领域：1. 航空航天领域：钽铌合金可以在高温、高压等极端环境下保持良好的稳定性和机械性能，因此被广泛应用于航空航天领域。
在航空发动机中使用钽铌合金制造的叶片和涡轮盘，可以承受高温、高速的工作条件，提高发动机性能和寿命。
2. 化工领域：由于钽铌合金的优异耐腐蚀性，它被广泛用于化工领域。
在化学反应器、腐蚀介质储存罐、管道等设备中，使用钽铌合金可以有效防止介质对设备的侵蚀，提高设备的使用寿命和安全性。
3. 医疗领域：钽铌合金在医疗领域也有重要应用。
由于其生物相容性良好且不容易引起过敏反应，钽铌合金被广泛用于制造人工关节、牙科种植体等医疗器械，为患者提供持久稳定的医疗效果。
4. 电子领域：钽铌合金还在电子领域有广泛的应用。
它可以作为高温超导材料，用于制造超导电缆、磁体等设备。
铌和钽的性质及用途
铌和钽的性质及用途文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-铌和钽的性质及用途一 铌、钽金属性质铌与钽性质相似，均属高熔点、高沸点稀有金属，钢灰色泽，富延展性和抗腐蚀性。
铌的熔点为2468 ℃，沸点为4742 ℃，密度为8.57g ／cm3；钽的熔点为2996℃，沸点为5425℃±100℃，密度为16.65g/cm3。
二 资源分布情况中国是世界上铌、钽、锂、铍等稀有金属矿产资源比较丰富的国家之一。
铌（Nb 2O 5）总保有储量为388万吨(至2007/12/31止)，仅次于巴西，居世界第2位。
我国铌矿巳探明储量的矿区有99处，分布于内蒙古、湖北等16个省(区)，以内蒙古最多，占全国储量的72%；湖北次之，占24%。
钽（Ta 2O 5）总保有储量为8.4万吨，居世界首位，钽分布于13个省(区)的92个矿区，江西钽矿最丰富，内蒙古、广东次之，三省合计占全国储量72.5%，以江西宜春铌钽矿、内蒙古白云鄂博铌钽矿。
我国所规定的钽铌矿床储量计算的最低工业品位指标为：（Nb 、Ta ）2O 5：0.016—0.028%，我国大部分钽铌矿床品位都接近或略高于最低工业品位指标。
Ta 2O 5品位超过0.02%的几乎没有，而Nb 2O 5品位超过0.1%的也只有几个碳酸岩类型的矿床，其他类型矿床Nb 2O 5品位均在0.02%左右。
三 我国铌钽的生产现状我国主要钽铌矿山概况表我国主要铌钽冶炼厂有：宁夏有色金属冶炼厂(东方有色)、西北稀有金属材料研究院、株洲硬质合金厂、九江有色金属冶炼厂、广西栗木有色金属公司、广东从化钽铌冶炼厂。
钽铌冶炼、加工工艺不断创新，如：湿法冶炼--矿浆萃取；火法分解--低酸萃取；离线分析--在线分析及微机监控；氟钽酸钾冷结晶；连续喷射沉淀生产低氟Ta 2O 5、Nb 2O 5的工艺；过氧化沉淀生产高纯Ta 2O 5、Nb 2O 5等。
钽铌材料及其性能
钽铌材料及其性能钽1.钽金属(tantalum)钽是稀有高熔点金属。
熔点2996℃，密度16.68g/cm3，晶格类型：体心立方。
导热系数（25℃）54W/M・K。
线膨胀系数（0~100℃）6.5×10-6。
钽主要用做制作钽电解电容器，钽合金如Ta—2.5W、Ta —10W、Ta—40Nb等，比任何别的材料更能经受高温和矿物酸的腐蚀，可作为飞机、导弹、火箭的耐热高强度材料以及控制、调节装置的零部件等。
钽在高温真空炉中，可作支撑附件、热屏蔽、加热器和散热片等。
钽制舟皿可用于真空蒸度装置，钽与人体组织还具有优良的生物相容性和稳定性，对人体组织不起反应，可作为接骨板螺丝、缝合针等外科手术材料。
2.钽的化合物(tantalum compound)2.1钽的氧化物(tantalum oxide)钽的氧化物最有应用价值的是Ta2O5。
Ta2O5为白色粉末，无味无臭，比重8.71g/cm3，熔点1870℃。
具有明显的酸性，不溶于水，也不溶于大多数的酸和碱，但在热的氢氟酸和过氧酸中能缓慢地溶解，与碱共熔时，生成钽酸盐。
Ta2O5具有α、β两种变体，其转变温度为1320℃，不同变体的氧化物，晶体结构不同，故其晶格常数，密度和其它性质都有明显的区别。
钽的其它低价氧化物，其性能不稳定。
钽的主要低价氧化物TaO2是一种褐色粉末，不溶于酸，在空气中加热时转变成Ta2O5，具有导电性。
2.2钽的卤化物(tantalum halide)TaCl5为黄色粉末，熔点220℃，沸点223℃－239℃，比重3.68g/cm3，易挥发，吸湿性强，非常容易水解析出白色的氢氧化物沉淀。
除高价的TaCl5外，钽的低价氯化物有TaCl4、TaCl3、TaCl2，均是易挥发物。
TaF5为白色结晶，熔点91.5℃，沸点229.2℃－233.3℃，比重4.74g/cm3，具有很强的吸湿性，在弱酸溶液中(当HF浓度低于7%)溶解而不水解。
2.3钽的碳化物(tantalum carbide)钽的碳化物主要有Ta2C和TaC两种，而Ta2C又有α－Ta2C和β－Ta2C两种同素异构体。
钽金属用途特点
钽金属用途特点钽是一种重要的金属材料，具有广泛的用途。
下面将从多个角度对钽的用途特点进行解释，并符合标题中心扩展的要求。
一、钽的物理特性和化学特性决定了其在各领域的应用。
1. 高熔点和抗腐蚀性：钽的熔点达到3017℃，是金属中熔点最高的之一。
同时，钽具有良好的抗腐蚀性，能耐受酸、碱、盐等多种腐蚀介质的侵蚀。
因此，钽常被用于制作化工设备、电解槽等需要耐腐蚀性能的场合。
2. 超导性：低温下，钽具有良好的超导性能，能够在电流通过时产生极低的电阻。
这使得钽在超导磁体、超导电缆、磁悬浮等领域有着广泛的应用。
3. 高密度和高强度：钽的密度达到16.6g/cm³，是重型金属之一。
同时，钽具有较高的强度和硬度，具备良好的耐磨性和抗拉伸性能。
这使得钽可以用于制作高温结构材料、高强度零件等。
4. 良好的热传导性：钽的热传导性能优良，能够在高温下快速传递热量。
因此，钽常被用于高温工艺中的热电偶、热交换器等设备。
5. 低的热中子截面：钽的热中子截面低，对中子的吸收能力较弱，因此在核能领域有着广泛的应用。
钽被用于核反应堆中的结构材料、控制材料等。
二、钽的应用领域多样，具备广泛的用途。
1. 化工领域：由于钽的良好抗腐蚀性，它常被用于制造化学反应器、换热设备、储存罐等化工设备。
钽的耐腐蚀性能使得这些设备能够在恶劣的化学环境下长期稳定运行。
2. 电子领域：钽具有良好的导电性能和耐高温性，因此常被用于电子元器件的制造。
例如，钽电容器（Tantalum Capacitor）是一种重要的电子元件，广泛应用于电子产品、通信设备等领域。
3. 能源领域：钽的超导性能使得它在能源领域有广泛应用。
钽超导材料可用于制造超导磁体，如MRI设备中的磁体、核聚变装置中的磁体等。
此外，钽也可以用于制造电池极片、电解槽等。
4. 医疗领域：由于钽的生物相容性好，不易引起组织排斥和过敏反应，因此常被用于医疗器械的制造。
钽支架、钽假体等可用于骨科手术、血管介入等领域，发挥良好的生物医学效果。
稀有金属_锂_铍_铌_钽
锂 、铍 矿 选 矿 方 法 ， 有 手 选 法 、浮 选 法 、化 学 或 化学－ 浮 选联合法、热 裂选 法 、放 射 性 选 法 、粒 浮 选 矿法等， 其中前 ３ 种方法较为常用。
手 选 法 在 五 六 十 年 代 是 国 内 外 锂 、铍 精 矿 生 产 中 的 主 要 选 矿 方 法 之 一 。 但 手 选 劳 动 强 度 大 、生 产 效率低、资源浪费大、选别指标低， 因而正在逐渐地 为机械选矿方法所代替。然而在劳动力便宜的发展 中国家里， 手选仍是生产锂铍精矿的主要方法。
的划分， 根据生产实践经验， 若矿体中锂辉石粒径＞ ３ ｃｍ， 矿石品位在 ２％～３％以上； 绿柱石的粒径＞０．５ ｃｍ，矿石品位在 ０．１％～０．２％以上 ， 就适于手选 ， 划分 为手选矿石， 并进行手选矿物储量计算。铌钽铁矿 粒径＞０．３ ｃｍ， 在开采过程中， 可附带手选。手选矿石 的尾矿具有机选价值的和不适于手选矿石的， 均属 机选矿石。 ３．２ 选矿
锂、铍、铌、钽制取主要有以下方法： （ １） 锂冶金包括化合物制取和金属制取 锂 化合物的 制取， 将锂辉 石精矿（含 Ｌｉ２Ｏ ６％～６．５％）和 锂 云 母 精 矿（含 Ｌｉ２Ｏ ４％～５％）用 硫 酸 法 或 石 灰 法 工 艺流程处理。硫酸法可适用于锂辉石矿物原料， 石 灰法适用于锂云母矿物原料。此外， 从矿石提取锂 化 合 物 的 方 法 还 有 硫 酸 钾 法 、氯 化 焙 烧 法 和 碱 压 煮 法等。工业生 产金属锂则 采用 ＬｉＣｌ－ ＫＣｌ 熔盐电 解 法。 （ ２） 铍的制取 工业上金属铍的生产一般分 为两步： 第一步是从绿柱石中提取氧化铍， 第二步 是由氧化铍制取金属铍。氧化铍的提取有硫酸盐法 和氟化物法。金属铍的生产， 因氧化铍极难直接还 原成金属，故生产中先将氧化铍转化为卤化物， 然后 再还原成金属。有两种工艺， 即氟化铍镁还原法和 氯化铍熔盐电解法。 （ ３） 铌 的 冶 炼 包 括 分 解 精 矿 、分 离 钽 铌 、制 取 化 合 物 和 金 属 、精 炼 等 过 程 。 金 属 铌 的 工 业 生 产 方法有碳热还原法、钠热还原法和铝热还原法。 （ ４） 钽的冶炼 主要步骤是分解精矿， 净化和 分离钽、铌 ， 以 制 取 钽 、铌 的 纯 化 合 物 ， 最 后 制 取 金 属 。 矿 石 分 解 采 用 氢 氟 酸 分 解 法 、氢 氧 化 钠 熔 融 法 和氯化法等。钽铌分离可采用溶剂萃取法（常用的萃 取 剂 为 甲 基 异 丁 基 酮（ＭＩＢＫ）、磷 酸 三 丁 酯（ＴＢＰ、仲 辛 醇和乙酰胺等）、分步结晶法和离子交换法。
钽、铌简介终稿
1.6吸、放氢性能
在较低的温度，Ta、Nb都能溶解大量的 氢，但低温下吸氢速度比较缓慢。当温 度达到500℃(Ta)和360℃(Nb)时，吸氢 的速度最大，这时，生成钽和铌的氢化 标准 物(TaH，NbH)。Ta、Nb锭吸氢后，性能 变脆，易于破碎。但是，当在600℃以上、 真空中加热氢化物中的氢可以全部脱出 并恢复金属原有的性质，工业上就是这 样从Ta、Nb条生产相应的粉体。
1.4铌/钽的主要物理、机械性质
致密金属钽、铌为钢灰色，粉末状态钽呈深灰 色，铌粉呈浅灰色，纯铌和纯钽具有良好的塑 性，可冷轧成厚度达0.01mm的薄片而无须中 间退火。 金属铌和钽的共同物理特征是具有高熔点 [ 2468 ℃(Ta) 、 2996℃ （ Nb ） ] 、 高 沸 点 [5458 ℃ （Ta）、4742 ℃ （Nb）]、低的蒸 气压以及比其它难熔金属(如钨和钼）为低的 电子速出功。同时，Nb和Ta的机械性能明显地 随其加工状态及间隙杂质含量而改变。
铌的应用
化工
铌及其与钽的合金可制成蒸馏管、活门、设备的挡板及生产盐酸、 硝酸、溴、过氧化氢等化工设备的其它部件。
宇航及 航空 核工业
Nb－1Zr、C—103铌合金已用于飞船上的姿态控制发动机；C—l03 合金还用于“大力神”导弹喷嘴的延伸段，这种合金的最大优点在 于高温下强度好且有优良的可塑性和焊接性。
飞行器，导弹，自动控制系统和电视机里获得广泛的应用
电子工业
石油及化学 工业部门 高温硬质合 金
。
钽的抗腐蚀性能优异，被广泛用来制造防腐蚀的化学反应器，罐， 塔，阀门等。
在高温真空炉中用钽做支撑附件，热屏蔽，加热器和散热，并可长期 使用。
Ta的应用
1.2铌的简介
一种金属元素。铌能吸收气体，用作除 气剂，也是一种良好的超导体。化学符 号Nb，原子序数41，原子量92.90638， 属周期系ⅤB族
铌、钽的性质和用途
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟铌、钽的性质和用途铌(Nb)又名钶(Cb)，铌是银白色，原子序数41，原子密度8.57g/cm3，沸点4927℃，熔点(2468±10)℃。
钽(Ta)是深灰色的耐熔金属，原子序数73，原子密度16.6g/cm3，沸点5427℃，熔点2996℃。
铌、钽具有强度高，抗疲劳，抗变形，抗腐蚀，导热，超导，单极导电及吸收气体等优良特性。
广泛应用在电子、宇航、机械工业及原子反应堆中。
(1) 电气工业：用于制造无线电、雷达、X 射线设备的零件、微型电容器(用在火箭、宇宙飞船、人造卫星)、真空设备材料、受热元件(电子管阳极、栅极)、强力发射管、整流器、电子计算机记忆装置，超导合金制造大功率磁铁，铌酸盐、钽酸盐可作压电、光电材料。
(2)铌钽作添加剂可生产多种合金，如热强合金、耐热合金、超硬合金、结构合金、磁性合金等；用于制造原子反应堆结构材料和防护材料，制造火箭和导弹的喷嘴及切削工具和钻头等；各种合金钢在铁路、桥梁、管道、造船、汽车、飞机、机械制造等方面广泛应用，特别是在化工耐腐机械方面锆铌、钽合金可代替铂。
(3)利用铌钽吸附性，排除真空管的微量气体。
(4)铌钽还可作有机合成的催化剂、人造丝拉丝模、光学玻璃等。
(5)钽在外科医学治疗上有特殊的用途，钽片、钽条，可代零星骨骼，钽丝可作医用缝合线。
铌和钽具有完全相同的外层电子分布，相近的原子半径、离子半径因而密切共生，并形成极完全的类质同象系列(如铌铁矿一钽铁矿族)。
两者常与钛、锆、钨、锡、铀、钍等共生。
其中铌和钛的关系最为密切。
铌和钽虽然密切共生，但因其地球化学性质尚有差异之处，所以各有其富集机制，从超基性岩至。
钽铌材料及其性能
钽铌材料及其性能钽1.钽金属(tantalum)钽是稀有高熔点金属。
熔点2996℃，密度16.68g/cm3，晶格类型：体心立方。
导热系数（25℃）54W/M·K。
线膨胀系数（0~100℃）6.5×10-6。
钽主要用做制作钽电解电容器，钽合金如Ta—2.5W、Ta —10W、Ta—40Nb等，比任何别的材料更能经受高温和矿物酸的腐蚀，可作为飞机、导弹、火箭的耐热高强度材料以及控制、调节装置的零部件等。
钽在高温真空炉中，可作支撑附件、热屏蔽、加热器和散热片等。
钽制舟皿可用于真空蒸度装置，钽与人体组织还具有优良的生物相容性和稳定性，对人体组织不起反应，可作为接骨板螺丝、缝合针等外科手术材料。
2.钽的化合物(tantalum compound)2.1钽的氧化物(tantalum oxide)钽的氧化物最有应用价值的是Ta2O5。
Ta2O5为白色粉末，无味无臭，比重8.71g/cm3，熔点1870℃。
具有明显的酸性，不溶于水，也不溶于大多数的酸和碱，但在热的氢氟酸和过氧酸中能缓慢地溶解，与碱共熔时，生成钽酸盐。
Ta2O5具有α、β两种变体，其转变温度为1320℃，不同变体的氧化物，晶体结构不同，故其晶格常数，密度和其它性质都有明显的区别。
钽的其它低价氧化物，其性能不稳定。
钽的主要低价氧化物TaO2是一种褐色粉末，不溶于酸，在空气中加热时转变成Ta2O5，具有导电性。
2.2钽的卤化物(tantalum halide)TaCl5为黄色粉末，熔点220℃，沸点223℃－239℃，比重3.68g/cm3，易挥发，吸湿性强，非常容易水解析出白色的氢氧化物沉淀。
除高价的TaCl5外，钽的低价氯化物有TaCl4、TaCl3、TaCl2，均是易挥发物。
TaF5为白色结晶，熔点91.5℃，沸点229.2℃－233.3℃，比重4.74g/cm3，具有很强的吸湿性，在弱酸溶液中(当HF浓度低于7%)溶解而不水解。
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铌和钽的性质及用途
一铌、钽金属性质
铌与钽性质相似，均属高熔点、高沸点稀有金属，钢灰色泽，富延展性和抗腐蚀性。
铌的熔点为2468 ℃，沸点为4742 ℃，密度为8.57g／cm3；钽的熔点为2996℃，沸点为5425℃±100℃，密度为16.65g/cm3。
二资源分布情况
中国是世界上铌、钽、锂、铍等稀有金属矿产资源比较丰富的国家之一。
铌（Nb2O5）总保有储量为388万吨(至2007/12/31止)，仅次于巴西，居世界第2位。
我国铌矿巳探明储量的矿区有99处，分布于内蒙古、湖北等16个省(区)，以内蒙古最多，占全国储量的72%；湖北次之，占24%。
钽（Ta2O5）总保有储量为8.4万吨，居世界首位，钽分布于13个省(区)的92个矿区，江西钽矿最丰富，内蒙古、广东次之，三省合计占全国储量72.5%，以江西宜春铌钽矿、内蒙古白云鄂博铌钽矿。
我国所规定的钽铌矿床储量计算的最低工业品位指标为：（Nb、Ta）2O5：0.016—0.028%，我国大部分钽铌矿床品位都接近或略高于最低工业品位指标。
Ta2O5品位超过0.02%的几乎没有，而Nb2O5品位超过0.1%的也只有几个碳酸岩类型的矿床，其他类型矿床Nb2O5品位均在0.02%左右。
三我国铌钽的生产现状
我国主要钽铌矿山概况表
我国主要铌钽冶炼厂有：宁夏有色金属冶炼厂(东方有色)、西北稀有金属材料研究院、株洲硬质合金厂、九江有色金属冶炼厂、广西栗木有色金属公司、广东从化钽铌冶炼厂。
钽铌冶炼、加工工艺不断创新，如：湿法冶炼--矿浆萃取；火法分解--低酸萃取；离线分析--在线分析及微机监控；氟钽酸钾冷结晶；连续喷射沉淀生产低氟Ta2O5、Nb2O5的工艺；过氧化沉淀生产高纯Ta2O5、Nb2O5等。
铌钽产品主要有：钽粉，铌粉，钽丝，锭、棒、板、管、片，等。
根据2006.06统计，我国钽铌金属产量为：
钽粉—82t 氧化钽—25t 碳化钽—20t 钽材—5t
金属铌—60t 氧化铌—60t 铌铁—300t 铌材—3t
四钽、铌金属材料的应用
钽铌新材料可应用领域包括：电子、精密陶瓷和精密玻璃工业；电声光器件；硬质合金、宇航及电子能工业；生物医学工程；超导工业；特种钢等产业。
在电子工业中，利用钽金属可制造电解电容器，具有电容量大、漏电流小、稳定性好、可靠性高、耐压性能好、寿命长、体积小等突出特点。
此外，钽还大量用于国防、航空、航天、电子计算机、高档次的民用电器及各类电子仪表的电子线路中。
在冶金工业中，钽铌主要用作生产高强度合金钢、改善各种合金性能和制作超硬工具的添加剂。