鉭和鈮—金屬中的“孿生兄弟”
稀有金屬鉭和鈮在元素周期表中屬于同族元素，由于它們的物理和化學(xué)性質(zhì)很相似，而且又共同生長(zhǎng)在同一個(gè)礦體內(nèi)，因而被人們稱(chēng)為金屬中的“孿生兄弟”。
鉭和鈮是英國(guó)化學(xué)家查爾斯·哈切特與瑞典化學(xué)家艾克貝格在1801年和1802年先后發(fā)現(xiàn)的。鉭鈮鐵礦是鉭和鈮的主要礦石，在鎢礦和某些稀土礦中也有少量的鉭和鈮存在。鉭卻呈銀白色，鈮的外表很象鋼。鉭和鈮都是高熔點(diǎn)金屬，它們的熔點(diǎn)分別為2996℃和2468℃。鉭和鈮的化學(xué)性質(zhì)極其穩(wěn)定，不僅不怕硝酸、鹽酸，也不怕王水。鉭富有延展性，可以拉成比頭發(fā)絲還要細(xì)的鉭絲，或者碾成比紙還要薄的鉭箔。鉭和鈮都具有抗壓、耐磨損的特性，也都是卓越的超導(dǎo)材料。
由于鉭和鈮具有上述種種優(yōu)異的性能，因而被廣泛用于各個(gè)領(lǐng)域。
鉭的表面能形成致密穩(wěn)定、介電強(qiáng)度高的無(wú)定形氧化膜，易于準(zhǔn)確方便地控制電容器的陽(yáng)極氧化工藝，同時(shí)鉭粉燒結(jié)塊可以在很小的體積內(nèi)獲得很大的表面積，因此鉭電容器體積小、容量大、漏電流低、使用壽命長(zhǎng)、綜合性能優(yōu)異，是最優(yōu)秀的電容器，不僅在常規(guī)條件下比陶瓷、鋁、薄膜等其它電容器體積小、容量高、功能穩(wěn)定，而且能在許多為其它電容器所不能勝任的嚴(yán)峻條件下正常工作。由于鉭電容器具有其它諸多電容器不可比擬的優(yōu)異特性，在微電子科學(xué)和表面貼裝技術(shù)領(lǐng)域，幾乎無(wú)可等效替代的其它電容器與之競(jìng)爭(zhēng)，因此60～65％的鉭以電容器級(jí)鉭粉和鉭絲的形式用于制作鉭電容器。鉭電容器已日益廣泛應(yīng)用于通訊（程控機(jī)、交換機(jī)、手機(jī)、傳呼機(jī)、傳真機(jī)、無(wú)繩電話）、計(jì)算機(jī)、汽車(chē)、家用和辦公用電器、儀器儀表、航天航空、國(guó)防軍工等領(lǐng)域.由于鈮與鉭是同屬一族的伴生金屬，性能上有許多相似之處，用于制作電容器性能僅次于鉭，其相對(duì)于鋁電容器，具有比容高、等效串聯(lián)電阻低、易于片式化等優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)發(fā)展有可能替代鋁電容器的10％左右；鈮與鉭相比，制作電容器的主要缺點(diǎn)是漏電流大（一般是鉭的5～10倍）、擊穿電壓低（＜10V）、工作溫度低（＜105℃），不適合制作可靠性要求高和額定電壓高的電容器，但在低電壓（＜10V）、大容量（＞100μF）的范圍，鈮電容器有可能部分替代該檔次的鉭電容器。鈮電容器的開(kāi)發(fā)利用，對(duì)鉭鈮行業(yè)來(lái)說(shuō)是一件大好事，可以獲得新的發(fā)展機(jī)遇。
近十年來(lái)，我國(guó)鉭鈮冶煉與加工也取得了突破性的發(fā)展。各鉭鈮冶煉廠（院），加強(qiáng)了科研工作，進(jìn)行了技術(shù)改造，不斷完善工藝和裝備，調(diào)整了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，使產(chǎn)品質(zhì)量大大提高。寧夏東方有色金屬集團(tuán)公司從1990年開(kāi)始先后進(jìn)行了鉭粉、鉭絲生產(chǎn)技術(shù)改造，引進(jìn)了國(guó)外關(guān)鍵裝備，使鉭粉及鉭絲的生產(chǎn)技術(shù)大大提高了一步，鉭粉比容達(dá)到了12000～30000～50000～70000μFV／g，研制水平達(dá)150000μFV／g。鉭絲生產(chǎn)達(dá)到了直徑Φ0.3～0.17mm，研究水平已達(dá)到Φ0.10mm，我國(guó)的鉭粉、鉭絲質(zhì)量水平已達(dá)到了國(guó)際水平。
在冶金工業(yè)中，鈮主要用于制造耐高溫的合金鋼和提高鋼的強(qiáng)度。在冶煉碳素鋼時(shí)，只需添加萬(wàn)分之幾的鈮，便可以使鋼的強(qiáng)度提高三分之一以L。用鈮和鉭與鎢、鋁、鎳、鈷、等一系列金屬合成的超級(jí)合金，是超音速?lài)姎馐斤w機(jī)、火箭和導(dǎo)彈等的良好結(jié)構(gòu)材料。
在機(jī)械工業(yè)中，用碳化鈮、碳化鉭等硬質(zhì)合金制造的刀具，能經(jīng)受近3000℃的高溫，其硬度可以與世界上最堅(jiān)硬的物質(zhì)———金剛石相媲美。
在醫(yī)學(xué)上，鉭是理想的生物適應(yīng)性材料。它與人體的骨骼、肌肉組織以及液體直接接觸時(shí)，能夠與生物細(xì)胞相適應(yīng)，具有極好的親和性，幾乎不對(duì)人體產(chǎn)生刺激和副作用。鉭不僅可用于制作治療骨折用的接骨板、螺釘、夾桿等，而且可以直接用鉭板、鉭片修補(bǔ)骨頭和用鉭條來(lái)代替因外傷而折斷的骨頭。鉭絲和鉭箔可以縫合神經(jīng)、肌健以及1.5毫米以上的血管，極細(xì)的鉭絲可以代替肌腱甚至神經(jīng)纖維。用鉭絲織成的鉭紗、鉭網(wǎng)可以用來(lái)修補(bǔ)肌肉組織。
