金属铌的知识

铌或钶，化学符号为Nb，原子序数为41.它是一种质软、灰色、有延展性的过渡族金属，经常在烧绿石矿中发现，烧绿石矿是铌和铌铁的主要来源。它的名字来源于希腊神话：尼俄伯，坦塔洛斯的女儿。

铌的物理和化学性质都与钽元素相似，因此二者很难区分。英国化学家查理斯•哈契特在1801年报道了一种类似钽的新元素，并命名钶。1809年，英国化学家威廉•海德•沃拉斯顿错误的认为钽和钶是一致的。德国化学家海因里希•罗斯于1846年发现钽矿中还包含另一种元素，他称之为铌。1864-1865年间，一系列的科学发现证实了铌和钶是同种元素（不同于钽元素），近一个世纪内两个名字被交换地使用。在1949年，这种元素被正式命名为铌。

直到二十世纪早期铌才首次被用于商业上。巴西是铌及铌铁的主要生产者，铌铁是铌和铁的一种合金。铌被用在合金中，大部分用于特种钢，如天然气管道。尽管合金中铌的最大含量仅为0.1%，这少量的铌提高了金属的强度。铌的热稳定性对于其高温合金用于喷气式飞机和火箭发动机上是非常重要的。铌被用于各种超导材料中。这些超导合金，也包括了钛和锡，被广泛的用于核磁共振扫描器的超导磁体。铌的其他一些应用包括焊接、核工业、电子行业、光学、钱币学和珠宝类。在最后两个应用中，铌的低毒性和通过阳极处理可被染色的性能是特殊的优点。 铌由英国化学家查理斯•哈契特于1801年发现。他在一个由约翰•温斯洛普从美国马萨诸塞州送到英国的矿石样本中发现了一种新元素，他以哥伦比亚这个诗意的美国名字命名了这种矿物为钶铁矿、这种元素为钶。哈契特发现的钶元素很可能是这种新元素和钽的混合物。

随后，在铌和其紧密相关的钽之间差异方面出现了相当大的混淆。在1809年，英国化学家威廉•海德•沃拉斯顿比较了铌铁矿中分离出的氧化物和钽铁矿中分离出的氧化物的密度，分别是5.918 g/cm3和超过8 g/cm3，他总结到，尽管他们的密度的差异非常大，但这两种氧化物是一致的，因此他保留了钽的名字。在1846年，这一结论受到德国化学家海因里希•罗斯的质疑，他认为在钽铁矿样品中有两种不同的元素，并把他们以坦塔洛斯的孩子命名：铌（来源于尼俄伯）和"pelopium"（来源于珀罗普斯）。这种困惑源于最小限度的观察钽、铌之间的差异。被公布的新元素"pelopium"、 "ilmenium "和"dianium"其实与铌或铌钽的混合物都是一致的。

在1864年，Christian Wilhelm Blomstrand清楚的验证了钽和铌之间的区别，Henri Etienne Sainte-Claire Deville和Louis J. Troost于1865年确定了一些化合物的成分，最终在1866年的时瑞士化学家Jean Charles Galissard de Marignac证明了仅存在两种元素。关于锝元素的文章继续出现直到1871年。

马利纳克是第一个通过在氢气中加热还原氯化铌而得到铌金属的人。尽管到1866年时，马利纳克能更大规模的生产不含钽的铌金属，但直到20世纪早期铌金属才第一次被运用在商业上—制造白炽灯丝。这种用途迅速被拥有更高熔点和在使用性能上更胜一筹的钨金属替代。在20世纪20年代，铌能改变钢铁强度这一特性被发现，目前这方面的应用仍是铌的主要用途。1961年，尤金昆则拉和同事在贝尔实验室发现，在高强电流和磁场中，铌锡合金具有超导特性，铌成为了第一种支持对于大功率电磁场的动力机械适用的高强度电磁场的材料。这项发现能允许在二十多年后可以绕成圈给旋转机械、粒子加速器或粒子监测器制造大功率的电磁体的长而多线圈的电缆的生产。

元素的命名

起初哈切特将这种元素命名为钶（元素符号Cb），这个名字一直在美国期刊上使用—1953年由美国化学协会出版的最后一篇论文用钶做标题，而铌已经在欧洲被使用。为了结束这种混乱的称呼，在1949年于阿姆斯特丹召开的第十五届化学联盟会议上铌被选做41号元素的名称。一年后，历经了100年的争论，铌正式被国际纯粹应用化学联合会采纳，尽管钶这个名称优先出现。后者有时仍被用在美国工业中。这是种类的一种平衡，国际纯粹应用化学联合会选择tungsten而不是wolfram就是考虑了美国北部的使用习惯；选择铌而不是钶是考虑了欧洲的使用习惯。不是每个人都同意，但许多主流化学协会和政府组织倾向于国际纯粹应用化学联合会制定的名字，许多主要的冶金学家、金属协会和美国地质勘探协会仍用原来"钶" 指代这种金属。

同位素
主要内容：铌的同位素

天然的铌由一种稳定的同位素95Nb组成。到2003年，至少有32种铌的放射性同位素被合成，从原子量81到113。这其中最稳定的是92Nb，它的半衰期是3.47千万年，最不稳定的是115Nb，半衰期大约是30毫秒。那些比95Nb轻的同位素倾向于β+衰败，那些比95Nb重的同位素倾向于β-衰变，也有一些例外。81Nb、82Nb和 84Nb有较小的β+质子延迟发射衰变的路径。91Nb由电子俘获和正电子发射衰变，92Nb衰变由β+和β-两种衰变。至少有25种同核异构体已有描述，原子量从84到104。在这里范围内，只有96Nb、101Nb和105Nb没有异构体。铌最稳定的异构体是93mNb，它的半衰期是16.13年，最不稳定的异构体是84mNb，它的半衰期是103毫微秒。所有铌的异构体由同质异能跃迁衰变或者β衰变除了92m1Nb，92m1Nb具有轻微的电子俘获衰变链。

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