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金屬王國傳奇之排行四十一——鈮(Nb)〈四〉

電阻消失了

幾年前,可能只有物理學家對超導性現象感興趣。而現在超導性已走出了實驗室,而開始進入工業技術界,並且在那裡找到了用武之地。“超導性”是什麼呢?

早在五十年以前,人們就發現,在很低的溫度下,某些金屬、合金和化合物開始導電而本身不受任何損失,也就是說,其中的電阻完全消失了,這就是超導性。但是,要達到這種結果金屬必須冷卻到接近於絕對零度,即-273℃。根據現在掌握的材料所知,亞錫酸鈮這種鈮錫合金的超導性最高,而且比較容易達到,即在絕對溫度為18K(相當於-255°C)的溫度下就開始出現超導性狀態。用這些元素的合金製成超導磁線圈,可以產生特別強的磁場。比如一個直徑為16釐米、高為11釐米的帶有超導合金帶線圈的磁鐵,就能產生100000奧斯特的強磁場。為了對比一下來說明問題,應該指出,地球磁場的強度也才只有幾個奧斯特。

原子反應堆選中的材料

純鈮在工業技術應用上也同樣有廣泛的用途。它具有驚人的抗腐蝕性,這就註定了它要為化學工業服務。值得注意的是,當用鈮來做鹽酸生產裝置及管道時,它還可以起到催化劑的作用,從而生產出高濃度的酸。在其他工藝過程中,例如在用丁二烯合成酒精時,鈮也可用作催化劑。

鈮在核反應堆中也是個很重要的角色。它有時和鋯一起使用,有時完全單獨使用。鈮的特點幾乎和鋯一樣具有中子透明性、很高的熔點、相當高的耐熱性、非常出色的抗化學腐蝕性,還有極高的機械效能。此外,鈮和熔化的鹼金屬幾乎不發生化學反應。熔融的鈉和鉀用在一些核反應堆中。熔融的鈉和鉀用作冷卻劑,它們可以自由地迴圈於鈮管道中,而不會引起管道的損壞。鈮殘留感生放射性的情況不嚴重,因此,它可以用作儲存放射性廢渣的容器或用來製作利用這些廢渣的裝置。

吸氣能手

鈮還有一個十分有趣的特性:它具有驚人的吸氣能力,在常溫下,一克鈮可以吸收100立方厘米的氫氣。在500℃時,每克鈮可吸氫約75立方厘米。這種效能在生產高真空度的電子管時大有用處。當把電子管抽真空時,裡面總是會殘留一定數量的氣體,這會影響電子管的正常使用。在電子管元件內建入一些沉澱的鈮,它就能象海綿一樣把殘留的氣體吸乾淨,以保證非常高的真空度。這種電子管元件比鉭和鎢製成的元件要經濟得多,壽命也長得多。裝有鈮陰極的大功率發射管的使用時間可長達10000小時。

“重要的醫務工作者”

和鉭幾乎一樣,鈮對人的機體細胞沒有任何不良影響,但是細胞可以在鈮上面發育生長,而且即使和有機體的液體長期接觸,鈮仍然保持惰性。鈮的這種效能引起了外科醫生們的興趣,現在鈮可以自詡為“重要的醫務工作者”。

從事金融工作

近來又有一種說法,鈮正在認真“思考”參與“金融界工作”的計劃。因為銀子供應短缺,美國的金融家們預言:鈮將被用來製造金屬貨幣,因為這種金屬的成本和銀大體相同。

如果分析一下來源於各種渠道的有關地殼中鈮含量的資料,我們就會看到,近幾十年來,鈮在地殼中的含量似乎在不斷“增加”。當然,這種金屬的儲量實際上並沒變,但是,由於勘探出大量的新礦床,鈮產量的確在不斷增加。最近幾年內,在非洲也發現了相當可觀的鈮礦床。奈及利亞這個聚集“哥倫位元”礦石的所在地,是世界鈮市場最大的供應地。

預言成了現實

蘇聯的科拉(Kola)半島被公認為是一座礦石寶庫。但很久很久以來,這一地區曾被認為是毫無價值的不毛之地。不過米哈依·羅蒙諾索夫(MikhailLomonosov)早在1763年就預言道:“有許多事實使我得出結論,在北方的地層深處,蘊藏著大自然賜予人類的豐富禮物,白海的海岸線上也必定有礦產資源。”這些年來,在蘇聯沿海陸續發現了許多重要的礦床,其中包括鈰鈮鈣鈦礦,這種礦物含有約8%的鈮。由傑出的考察家亞歷山大·費爾斯曼在科拉半島的基比利(Khibiny)山發現的這種礦物,尚未見於地球上的其它任何地方。

……有關門牌上標著“鈮”這個41單元的“住戶”,我們就介紹這麼多。

分類: 國際
時間: 2022-04-08

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