150年探索之旅成就“点⾦传奇”,铌(ní)Nb!

作者: 魏德勇

来源: 蝌蚪五线谱

发布日期: 2024-05-02 11:10:43

铌元素的发现和应用经历了150多年的历史,从最初的发现到广泛应用于超导体、高温合金等领域,展现了其重要的工业价值和科学意义。

中国科学院和青海省地质调查院近⽇宣布了⼀项重⼤发现——⼤格勒铌矿床。此矿床就是与碱性岩碳酸岩杂岩共⽣的铌-稀⼟矿。这个发现不仅展⽰了我国地质科学的卓越实⼒,为突破我国现有铌资源“提取难、利⽤难”瓶颈提供契机,更让我们对⼀种神奇的过渡⾦属元素——铌有了更深⼊的了解。

鲜为⼈知的是,铌元素的发现前后经历了150多年,现在它被⼴泛运⽤于超导体、⾼温合⾦、改善钢性能、核⼯业等,是名副其实的点“铌”成⾦。

公元1801年初秋的⼀天,英国伦敦市郊的⼀所学校的实验室⾥。化学家查理斯?哈切特⾯对试剂瓶⾥的⿊⾊⽴⽅晶体,头痛不已。这些晶体是未知的⾦属氧化物,来⾃博物馆的矿⽯。经过⽆数次的试验和验证,哈切特最终确认,这种未知的⾦属氧化物中蕴含着⼀种全新的元素。为了纪念美洲⼤陆的发现者哥伦布(Columbus),他把新元素命名为Columbium,简称Cb。若⼲年后西学东渐,清末科学家把这种⾦属译作“钶”。

公元1844年,德国化学家罗斯对⼀种来⾃波登马伊斯的矿⽯进⾏了深⼊的研究,并从中成功地分离出两种化学性质相似的元素。经过仔细鉴定,罗斯确认其中⼀种是已知的钽元素,⽽另⼀种则是全新的元素。为了纪念这⼀发现,罗斯将它命名为Niobium,简称“Nb”,汉译为“铌”,这⼀名称的词根来源于坦塔罗斯的⼥⼉尼奥⽐(Niobe)的名字,寓意着这⼀新元素如同神话般珍贵⽽独特。

与铌的发现与命名⼀样,铌的运⽤也经历了相对漫长的过程。20世纪初,铌⾸次亮相于⽩炽灯制造领域,然⽽这⼀短暂的尝试很快被熔点更⾼的钨所取代,因为钨更适宜⽤于⽩炽灯的制造。20多年后,铌再次引起⼈们的关注,因其具有增强钢强度的独特性能,进⽽推动了其在钢铁领域的⼴泛应⽤。又20多年后,钽铌⾼温合⾦的应⽤取得显著进展。

进⼊新世纪后,铌如同⼀把熠熠⽣辉的黄⾦钥匙,开启了进步之门。随着⾦属铌的物化性被⼈们进⼀步研究,例如耐⾼温、耐腐蚀、导电性优良等等。其已被⼴泛应⽤于航空航天、超导材料等诸多领域,给世⼈创造出难以想象的价值。

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