鈮化合物的應用(2)

介質陶瓷：通常電容器是用來貯能的。他由兩極板組成。其貯能能力由如下方程給出。

C＝KA/d

電容（C）大小由兩極板面積（A）、介質層厚度（d）和介電常數（K）決定。由於空間的限制，增加電容就由減小介質層厚度或使用介電常數高的材料來實現。表2給出了不同材料的介電常數。

表2  同材料的介電常數

材質	介電常數（K）
空氣	1
鉛	10
水	81
二氧化鈦	100
鈮酸鉀	700
鈦酸鋇	4000
改進鈦酸鋇	10000
鈮酸鉛鎂	20000

PMN和BT的區別是高的介電常數和較低的燒結溫度，燒結溫度低於1000℃，因此使銀鈀電極替代了純鈀電極，節省了費用。

不幸的是，PMN的生產很難，因為在燒結過程中一種介電常數較低的“燒綠石相”替代了所期望生成的“ptrowskite”相生成。因此H.C.Starck發展改變了工藝來生產PMN，防止了不希望的相的組成。

然而，鈮化合物在MLCC’S中電極由純鈀或Ag/Pd改變為Ni，Ni電極在燒結時需還原性氛，這就使得不能額外加入氧化鈮，替代品是稀有金屬氧化物。另外，含鉛產品如PMN因環境原因也可能被禁用。

壓電陶瓷：為符合電子領域的使用，壓電陶瓷所需的性能在改變，相反地，為符合壓力他們要防止電子極化（偏振），因此，壓力陶瓷將電能轉變為化學能或將化學能轉變為電能。因此他們可以被用做： 

1、高壓控制產生

2、機械振動檢測

3、應用電壓控制壓力

4、頻率控制

5、聲波或超聲波產生

常見應用從蜂音器、濾波器、打火器、聲納裝置的超聲清洗。最近，汽車工業將其應用於燃料噴入系統的壓電致動和制動系統的傳感器上。

PMN顯示了優良的介電伸縮性，但因其費用昂貴，在高精確性使用時受到限制。光學方面進展是在哈勃望遠鏡上使用PMN致動器增強其性能，鈦酸鉛鋯（PZT）現在被廣泛使用且在 b）、c）和 e）項替代了以前使用的BT。在壓電應用中PZT是高較且相對便宜的材料。然而，壓電的特性需同應用相適應，因
此需要一定參雜。PZT具有鈣鈦礦型結構ABO3，A離子和B離子能部分地被較高（施予者）或較低（接受者）所替代 Nb5＋通常代替Ti4＋（較處理，高DK和介電損失），同堿Pb2＋（硬處理，低DK和低損失）相反。一個典型例子是鈮摻入PZT陶瓷中做傳感器組件進行機器的超聲探傷。對於氧化鈮或草酸鈮，幾種由H.C.Starck生產的如鈮酸鉀、鈮酸鎳、鈮酸鈦等都可用做摻雜劑。

鐵酸鹽：鐵酸鹽是陶瓷材料具的磁性，根據其磁性可分為硬的（永久磁性）和軟的（暫時磁性），軟鐵酸鹽其基體是MnZn和NiZn材料。鐵酸鹽主要應用是在電信中變壓器和感應器，能量轉換和抑制，在這些領域，新式鐵酸鹽必須滿足高效的要求。另外氧化鈮或草酸鈮還要提高其鐵酸鹽的磁性能如通過影響其粒度增長和粒度濃度來改變其能量損失、電阻和磁居率，因此，附加鈮化合物進入軟鐵酸鹽中確保其高質量要求。然而，附加鈮的基本作用原理仍未弄清楚。

催化作用：氧化鈮因其酸性和氧化性可做不同催化劑。最近出現了許多有專利權和公開的鈮化合物催化劑，如將丙烯催化氧化為丙烯荃已被使現，鈮的分子接受器在混合金屬氧化催化下達0.1，主要組成為Mo。為獲得同類混合物的所有元素，需要可溶複合物，因此，H.C.Starck提高了草酸鈮質量，使其代替氧化鈮。

最近，鈮化合物在催化劑方面在應用較少。但是，為發展工業而進行的學術方面和應用方面的研究仍很活躍，因此，鈮化合物做為催化劑的應用仍會有長足增長。

塗料：鈦基黃色塗料是鈦酸鎳銻和鈦酸鉻銻，這些塗料在同鎘黃色塗料和鉛基黃色塗料競爭。然而，他們的使用都將對環境和人體健康造成危害，因為鉛、鎘和銻都有毒，一個解決方法是用鈮基鈦酸鎳鈮和鈦酸鉻鈮代替銻。至今為止氧化鈮的潛力還很難估計。

光學玻璃：在照相機和影印機的特殊鏡頭中，人們希望有高折射率和較輕重量。加入30%的高純氧化鈮和氧化鉭可以獲得較高折射，且受環境影響不大。氧化鈮重量增加同氧化鉭相同，這對期望同塑料鏡頭競爭是很重要的。然而，輕微的黃光確實限制其應用。

金屬鈮及鈮基合金：純金屬鈮和鈮基合金只占世界鈮市場輸出的2.5%，90 年代末的增長部分主要是由於新的離子加速器，在Cern的Large Hadron  Collider總共需400t鈮鈦合金和23t純金屬鈮。

表3  鈮及鈮基合金的運貨量（t）

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