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铌
Nb 41

Niobium

铌是一种化学元素,符号为 Nb,原子序数为 41。它是银灰色的难熔过渡金属。工业上,铌最大宗用途是高温合金——含铌合金广泛用于喷气发动机涡轮叶片、火箭喷嘴和核电站压力容器。铌-钛(NbTi)合金是传统低温超导体(临界温度 9.2 K),用于 MRI 磁体和粒子加速器。

过渡金属 USGS 2025 灰色金属
原子序数 41Z
原子量 92.906u
价电子数 1
电子排布 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1 4d4
密度
8.57g/cm³
熔点
2477°C
地壳丰度
20.0ppm
年产量
110000metric tons
回收利用率

为什么用它

铌熔点高达 2477 ℃,在钢中微量添加即细化组织、提高强度,用于高强度管线钢;其超导特性(铌钛、铌三锡)是磁共振成像(MRI)与粒子加速器磁体的主流低温超导材料。

应用

77%
高温合金
23%

应用详解单质与化合物用途

元素的主要用途

铌是一种高熔点、低密度的稀有金属,因其超导性能和微合金化作用,在尖端科技和钢铁工业中各占一席。它最尖端的用途是超导材料:铌钛合金(NbTi)和铌三锡(Nb3Sn)是目前商业化最成熟的低温超导磁体材料,用于核磁共振(MRI)全身扫描仪的磁体、粒子加速器和核聚变实验装置的超导线圈,全球大部分医用 MRI 都离不开铌钛线。在不锈钢和高强度低合金钢中,铌作为微合金元素,加入量极少却能细化晶粒、提高强度和韧性,广泛用于油气输送管线、汽车结构板和桥梁用钢。航空航天领域,铌基高温合金用于火箭发动机喷管和再入飞行器的热端部件,能在极高温度下保持强度。此外,铌酸锂单晶是光电子和声表面波器件的重要基材,用于手机滤波器。

常见化合物及其用途

五氧化二铌(Nb2O5)是提炼金属铌和制备铌酸锂等铌酸盐的原料,也用于光学玻璃和陶瓷电容器的添加剂。五氯化铌(NbCl5)是铌的氯化物中间体,用于化学气相沉积和铌催化剂的合成,在实验室和电子级铌材生产中使用。铌钛合金(NbTi)是低温超导合金,在液氦温度下超导,是 MRI 磁体和粒子加速器磁体的主力线材。铌三锡(Nb3Sn)是 A15 型超导化合物,上临界场高于铌钛,用于高场超导磁体,如核聚变装置和高能物理实验的超导线圈。

元素小史

1801 年 Hatchett 发现,1950 年代定名铌

基于该元素的合金 (3)

查看全部合金 → Nb-1Zr C-103 NbTi

相关元素

Sc · Ti · V · Cr · Mn · Fe · Co · Ni ·

常见问题长尾问答 · 数据驱动

铌的熔点是多少?
2477 °C
铌的沸点是多少?
4744 °C
铌的密度是多少?
8.57 g/cm³
铌的原子序数和元素分类是什么?
41 · 过渡金属
铌主要从哪种矿石中提取?
烧绿石
铌的全球储量是多少?
17000000 metric tons
铌的年产量是多少?
110000 metric tons
铌主要用在哪些领域?
铌熔点高达 2477 ℃,在钢中微量添加即细化组织、提高强度,用于高强度管线钢;其超导特性(铌钛、铌三锡)是磁共振成像(MRI)与粒子加速器磁体的主流低温超导材料。
铌是谁在什么时候发现的?
Charles Hatchett · 1801