铌化合物的应用(2)

介质陶瓷：通常电容器是用来贮能的。他由两极板组成。其贮能能力由如下方程给出。

C＝KA/d

电容（C）大小由两极板面积（A）、介质层厚度（d）和介电常数（K）决定。由于空间的限制，增加电容就由减小介质层厚度或使用介电常数高的材料来实现。表2给出了不同材料的介电常数。

表2  同材料的介电常数

材质	介电常数（K）
空气	1
铅	10
水	81
二氧化钛	100
铌酸钾	700
钛酸钡	4000
改进钛酸钡	10000
铌酸铅镁	20000

PMN和BT的区别是高的介电常数和较低的烧结温度，烧结温度低于1000℃，因此使银钯电极替代了纯钯电极，节省了费用。

不幸的是，PMN的生产很难，因为在烧结过程中一种介电常数较低的“烧绿石相”替代了所期望生成的“ptrowskite”相生成。因此H.C.Starck发展改变了工艺来生产PMN，防止了不希望的相的组成。

然而，铌化合物在MLCC’S中电极由纯钯或Ag/Pd改变为Ni，Ni电极在烧结时需还原性氛，这就使得不能额外加入氧化铌，替代品是稀有金属氧化物。另外，含铅产品如PMN因环境原因也可能被禁用。

压电陶瓷：为符合电子领域的使用，压电陶瓷所需的性能在改变，相反地，为符合压力他们要防止电子极化（偏振），因此，压力陶瓷将电能转变为化学能或将化学能转变为电能。因此他们可以被用做： 

1、高压控制产生

2、机械振动检测

3、应用电压控制压力

4、频率控制

5、声波或超声波产生

常见应用从蜂音器、滤波器、打火器、声纳装置的超声清洗。最近，汽车工业将其应用于燃料喷入系统的压电致动和制动系统的传感器上。

PMN显示了优良的介电伸缩性，但因其费用昂贵，在高精确性使用时受到限制。光学方面进展是在哈勃望远镜上使用PMN致动器增强其性能，钛酸铅锆（PZT）现在被广泛使用且在 b）、c）和 e）项替代了以前使用的BT。在压电应用中PZT是高较且相对便宜的材料。然而，压电的特性需同应用相适应，因
此需要一定参杂。PZT具有钙钛矿型结构ABO3，A离子和B离子能部分地被较高（施予者）或较低（接受者）所替代 Nb5＋通常代替Ti4＋（较处理，高DK和介电损失），同碱Pb2＋（硬处理，低DK和低损失）相反。一个典型例子是铌掺入PZT陶瓷中做传感器组件进行机器的超声探伤。对于氧化铌或草酸铌，几种由H.C.Starck生产的如铌酸钾、铌酸镍、铌酸钛等都可用做掺杂剂。

铁酸盐：铁酸盐是陶瓷材料具的磁性，根据其磁性可分为硬的（永久磁性）和软的（暂时磁性），软铁酸盐其基体是MnZn和NiZn材料。铁酸盐主要应用是在电信中变压器和感应器，能量转换和抑制，在这些领域，新式铁酸盐必须满足高效的要求。另外氧化铌或草酸铌还要提高其铁酸盐的磁性能如通过影响其粒度增长和粒度浓度来改变其能量损失、电阻和磁居率，因此，附加铌化合物进入软铁酸盐中确保其高质量要求。然而，附加铌的基本作用原理仍未弄清楚。

催化作用：氧化铌因其酸性和氧化性可做不同催化剂。最近出现了许多有专利权和公开的铌化合物催化剂，如将丙烯催化氧化为丙烯荃已被使现，铌的分子接受器在混合金属氧化催化下达0.1，主要组成为Mo。为获得同类混合物的所有元素，需要可溶复合物，因此，H.C.Starck提高了草酸铌质量，使其代替氧化铌。

最近，铌化合物在催化剂方面在应用较少。但是，为发展工业而进行的学术方面和应用方面的研究仍很活跃，因此，铌化合物做为催化剂的应用仍会有长足增长。

涂料：钛基黄色涂料是钛酸镍锑和钛酸铬锑，这些涂料在同镉黄色涂料和铅基黄色涂料竞争。然而，他们的使用都将对环境和人体健康造成危害，因为铅、镉和锑都有毒，一个解决方法是用铌基钛酸镍铌和钛酸铬铌代替锑。至今为止氧化铌的潜力还很难估计。

光学玻璃：在照相机和影印机的特殊镜头中，人们希望有高折射率和较轻重量。加入30%的高纯氧化铌和氧化钽可以获得较高折射，且受环境影响不大。氧化铌重量增加同氧化钽相同，这对期望同塑料镜头竞争是很重要的。然而，轻微的黄光确实限制其应用。

金属铌及铌基合金：纯金属铌和铌基合金只占世界铌市场输出的2.5%，90 年代末的增长部分主要是由于新的离子加速器，在Cern的Large Hadron  Collider总共需400t铌钛合金和23t纯金属铌。

表3  铌及铌基合金的运货量（t）

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