150年探索之旅成就“点金传奇”，铌（ní）Nb！
中国科学院和青海省地质调查院近日宣布了一项重大发现——大格勒铌矿床。此矿床就是与碱性岩?碳酸岩杂岩共生的铌-稀土矿。这个发现不仅展示了我国地质科学的卓越实力，为突破我国现有铌资源“提取难、利用难”瓶颈提供契机，更让我们对一种神奇的过渡金属元素——铌有了更深入的了解。
鲜为人知的是，铌元素的发现前后经历了150多年，现在它被广泛运用于超导体、高温合金、改善钢性能、核工业等，是名副其实的点“铌”成金。
PART.01
钶钽之争半世纪
“这家伙太顽固了，还原十多次了，还得不到单质！”
公元1801年初秋的一天，英国伦敦市郊的一所学校的实验室里。化学家查理斯?哈切特面对试剂瓶里的黑色立方晶体，头痛不已。这些晶体是未知的金属氧化物，来自博物馆的矿石。
一周前，哈切特参观大英博物馆时，对展柜里黑金条纹的精美矿石产生了浓厚的兴趣。馆长介绍说，这是美国康涅狄格州州长的孙子捐赠给博物馆的。致力于矿石研究的哈切特要了一些样品，带回学校的实验室做化学分析。经过多次试验，他分离出锰、铁等10多种单质，得到黑色的金属氧化物。
哈切特尝试了各种方法，但仍未能成功地将未知金属氧化物还原为单质。他将这种物质与当时已知的所有金属氧化物进行仔细比对，惊讶地发现没有任何一种与其相匹配。
经过无数次的试验和验证，哈切特最终确认，这种未知的金属氧化物中蕴含着一种全新的元素。为了纪念美洲大陆的发现者哥伦布（Columbus），他把新元素命名为Columbium，简称Cb。若干年后W学东渐，清末科学家把这种金属译作“钶”。
19世纪初是W方科学大爆发的年代，科学家们为发现元素而不遗余力，你追我赶。
就在哈切特发现钶元素的第二年，瑞典化学家埃克伯格发表论文声称，自己从芬兰得到的矿石里分离出一种新的金属元素，由于它的抗腐蚀能力特别强，所以用希腊神话中的英雄坦塔罗斯（Tantalus）的名字将它命名为Tantalum，简称Ta，汉译为“钽”。
在对比哈切特和埃克伯格的论文后，科学界发现钶和钽的性质有着惊人的相似性。这引发了化学家们对钶和钽是否为同一金属的激烈讨论，意见分歧严重。
在接下来的几十年中，不时有报道指出发现了与钶、钽性质相近的新元素，并为其赋予了各种新的名称。然而，经过后续的仔细核查，这些所谓的“新元素”最终被证实要么是钶，要么是钽。
公元1844年，德国化学家罗斯对一种来自波登马伊斯的矿石进行了深入的研究，并从中成功地分离出两种化学性质相似的元素。经过仔细鉴定，罗斯确认其中一种是已知的钽元素，而另一种则是全新的元素。
为了纪念这一发现，罗斯将它命名为Niobium，简称“Nb”，汉译为“铌”，这一名称的词根来源于坦塔罗斯的女儿尼奥比（Niobe）的名字，寓意着这一新元素如同神话般珍贵而独特。
“铌”与“钶”是否为同一元素，这一疑问在当时并未得到明确的解答。随后几十年里，W方科学家们陷入对钶、钽、铌的深入探索中，同时也在努力进行含铌氧化物的还原研究。这一系列探索与争议，使得当时的科学界热闹非凡，各种观点与实验层出不穷。
PART.02
提纯命名一百载
自罗斯发现并命名新元素铌后，第一个取得突破性进展的是瑞士科学家马利纳克。
公元1866年，马利纳克经过反复试验，发明了有效分离钽和铌的“分步结晶法”。此法的具体操作步骤如下：先将含钽和铌的氧化物与氟化物进行化学反应，从而得到氟化钽和氟化铌，再分别把氟化钽和氟化铌通入氟化氢，从而得到密度大的单质钽和密度小的单质铌。
马利纳克进一步将单质铌与先前制备的钶进行对比，从物理性质和化学性质两方面进行了深入剖析，结果惊奇地发现它们实际上为同一种元素。
在为其命名时，他深思熟虑，鉴于钽的拉丁名称（Tantalus）源自神话中的宙斯之子坦塔罗斯，他认为用坦塔罗斯之女尼奥比来命名这种新元素“铌”（Niobium）会更具逻辑性和文化底蕴。
马利纳克的命名提议虽然得到欧洲科学界的支持，但美国科学界坚决反对。道理有二：一是“钶”得名早，命名理所应当；二是“钶”主要为了纪念哥伦布，作为第一个发现美洲大陆的人，哥伦布一直受到美国人的推崇。
Bi方各执一词，各行其是。在沟通和公文中，欧洲人坚定地站在“铌”这一边，而美国人则坚守“钶”的阵地。
这样的局面持续了将近一个世纪，直到公元1949年，国际纯粹与应用化学会（IUPAC）召开会议作出裁决：元素周期表中第41号元素的正式名称为“铌”，而“钶”则作为旧称保留。这一长期悬而未决的争议，终于画上了句号。
PART.03
点之成金用途广
与铌的发现与命名一样，铌的运用也经历了相对漫长的过程。
20世纪初，铌首次亮相于白炽灯制造领域，然而这一短暂的尝试很快被熔点更高的钨所取代，因为钨更适宜用于白炽灯的制造。20多年后，铌再次引起人们的关注，因其具有增强钢强度的独特性能，进而推动了其在钢铁领域的广泛应用。又20多年后，钽铌高温合金的应用取得显著进展。
进入新世纪后，铌如同一把熠熠生辉的黄金钥匙，开启了进步之门。随着金属铌的物化性被人们进一步研究，例如耐高温、耐腐蚀、导电性优良等等。其已被广泛应用于航空航天、超导材料等诸多领域，给世人创造出难以想象的数值。
铌在工业领域的应用十分广泛，被誉为“工业味精”。由于其高强度、高熔点、耐腐蚀等特性，铌及其化合物在钢铁、合金、陶瓷、电子等多个领域都发挥着重要作用。
在钢铁中添加少量铌，可以显著提高钢材的强度和耐腐蚀性，这方面运用最广的是汽车；在合金中加入铌，可以改善合金的耐高温性能；在陶瓷和电子领域，铌的化合物也发挥着不可替代的作用。
更为神奇的是，铌在某些特殊情况下，甚至可以发挥出“点之成金”的神奇效果。在超导材料、催化剂等领域，铌的加入可以显著提升材料的性能，实现一些看似不可能的技术突破。
例如，在超导材料中，铌的加入可以提高超导体的临界温度，使得超导技术在更高温度下得以应用；在催化剂领域，铌的化合物可以作为高效的催化剂，促进化学反应的进行，提高生产效率。
在未来的科技发展中，发现和命名长达150多年的铌将继续发挥着不可替代的作用，为人类社会的进步贡献出更多的力量。
参考文献：
1.《铌作为微合金化元素的历史》，2001年全球铌国际会议开幕辞，作者Lutz Meyer
2.《全球铌矿资源的勘探开发与投资研究》，作者刘霏，《中国矿业》2013年07期
3.《铌的应用与发展》，作者王永跃，《宁夏科技》1997年04期
作者：魏德勇
广东深圳市作家协会会员
责编：董小娴
来源： 蝌蚪五线谱
150年探索之旅成就“点金传奇”，铌（ní）Nb！
中国科学院和青海省地质调查院近日宣布了一项重大发现——大格勒铌矿床。此矿床就是与碱性岩?碳酸岩杂岩共生的铌-稀土矿。这个发现不仅展示了我国地质科学的卓越实力，为突破我国现有铌资源“提取难、利用难”瓶颈提供契机，更让我们对一种神奇的过渡金属元素——铌有了更深入的了解。
鲜为人知的是，铌元素的发现前后经历了150多年，现在它被广泛运用于超导体、高温合金、改善钢性能、核工业等，是名副其实的点“铌”成金。
PART.01
钶钽之争半世纪
“这家伙太顽固了，还原十多次了，还得不到单质！”
公元1801年初秋的一天，英国伦敦市郊的一所学校的实验室里。化学家查理斯?哈切特面对试剂瓶里的黑色立方晶体，头痛不已。这些晶体是未知的金属氧化物，来自博物馆的矿石。
一周前，哈切特参观大英博物馆时，对展柜里黑金条纹的精美矿石产生了浓厚的兴趣。馆长介绍说，这是美国康涅狄格州州长的孙子捐赠给博物馆的。致力于矿石研究的哈切特要了一些样品，带回学校的实验室做化学分析。经过多次试验，他分离出锰、铁等10多种单质，得到黑色的金属氧化物。
哈切特尝试了各种方法，但仍未能成功地将未知金属氧化物还原为单质。他将这种物质与当时已知的所有金属氧化物进行仔细比对，惊讶地发现没有任何一种与其相匹配。
经过无数次的试验和验证，哈切特最终确认，这种未知的金属氧化物中蕴含着一种全新的元素。为了纪念美洲大陆的发现者哥伦布（Columbus），他把新元素命名为Columbium，简称Cb。若干年后W学东渐，清末科学家把这种金属译作“钶”。
查理斯?哈切特像
19世纪初是W方科学大爆发的年代，科学家们为发现元素而不遗余力，你追我赶。
就在哈切特发现钶元素的第二年，瑞典化学家埃克伯格发表论文声称，自己从芬兰得到的矿石里分离出一种新的金属元素，由于它的抗腐蚀能力特别强，所以用希腊神话中的英雄坦塔罗斯（Tantalus）的名字将它命名为Tantalum，简称Ta，汉译为“钽”。
在对比哈切特和埃克伯格的论文后，科学界发现钶和钽的性质有着惊人的相似性。这引发了化学家们对钶和钽是否为同一金属的激烈讨论，意见分歧严重。
在接下来的几十年中，不时有报道指出发现了与钶、钽性质相近的新元素，并为其赋予了各种新的名称。然而，经过后续的仔细核查，这些所谓的“新元素”最终被证实要么是钶，要么是钽。
公元1844年，德国化学家罗斯对一种来自波登马伊斯的矿石进行了深入的研究，并从中成功地分离出两种化学性质相似的元素。经过仔细鉴定，罗斯确认其中一种是已知的钽元素，而另一种则是全新的元素。
为了纪念这一发现，罗斯将它命名为Niobium，简称“Nb”，汉译为“铌”，这一名称的词根来源于坦塔罗斯的女儿尼奥比（Niobe）的名字，寓意着这一新元素如同神话般珍贵而独特。
铌金属
“铌”与“钶”是否为同一元素，这一疑问在当时并未得到明确的解答。随后几十年里，W方科学家们陷入对钶、钽、铌的深入探索中，同时也在努力进行含铌氧化物的还原研究。这一系列探索与争议，使得当时的科学界热闹非凡，各种观点与实验层出不穷。
PART.02
提纯命名一百载
自罗斯发现并命名新元素铌后，第一个取得突破性进展的是瑞士科学家马利纳克。
公元1866年，马利纳克经过反复试验，发明了有效分离钽和铌的“分步结晶法”。此法的具体操作步骤如下：先将含钽和铌的氧化物与氟化物进行化学反应，从而得到氟化钽和氟化铌，再分别把氟化钽和氟化铌通入氟化氢，从而得到密度大的单质钽和密度小的单质铌。
马利纳克进一步将单质铌与先前制备的钶进行对比，从物理性质和化学性质两方面进行了深入剖析，结果惊奇地发现它们实际上为同一种元素。
在为其命名时，他深思熟虑，鉴于钽的拉丁名称（Tantalus）源自神话中的宙斯之子坦塔罗斯，他认为用坦塔罗斯之女尼奥比来命名这种新元素“铌”（Niobium）会更具逻辑性和文化底蕴。
马利纳克的命名提议虽然得到欧洲科学界的支持，但美国科学界坚决反对。道理有二：一是“钶”得名早，命名理所应当；二是“钶”主要为了纪念哥伦布，作为第一个发现美洲大陆的人，哥伦布一直受到美国人的推崇。
Bi方各执一词，各行其是。在沟通和公文中，欧洲人坚定地站在“铌”这一边，而美国人则坚守“钶”的阵地。
这样的局面持续了将近一个世纪，直到公元1949年，国际纯粹与应用化学会（IUPAC）召开会议作出裁决：元素周期表中第41号元素的正式名称为“铌”，而“钶”则作为旧称保留。这一长期悬而未决的争议，终于画上了句号。
PART.03
点之成金用途广
与铌的发现与命名一样，铌的运用也经历了相对漫长的过程。
20世纪初，铌首次亮相于白炽灯制造领域，然而这一短暂的尝试很快被熔点更高的钨所取代，因为钨更适宜用于白炽灯的制造。20多年后，铌再次引起人们的关注，因其具有增强钢强度的独特性能，进而推动了其在钢铁领域的广泛应用。又20多年后，钽铌高温合金的应用取得显著进展。
进入新世纪后，铌如同一把熠熠生辉的黄金钥匙，开启了进步之门。随着金属铌的物化性被人们进一步研究，例如耐高温、耐腐蚀、导电性优良等等。其已被广泛应用于航空航天、超导材料等诸多领域，给世人创造出难以想象的数值。
铌在工业领域的应用十分广泛，被誉为“工业味精”。由于其高强度、高熔点、耐腐蚀等特性，铌及其化合物在钢铁、合金、陶瓷、电子等多个领域都发挥着重要作用。
在钢铁中添加少量铌，可以显著提高钢材的强度和耐腐蚀性，这方面运用最广的是汽车；在合金中加入铌，可以改善合金的耐高温性能；在陶瓷和电子领域，铌的化合物也发挥着不可替代的作用。
汽车部件因为加入铌而性能更强 图源：中国矿业网
更为神奇的是，铌在某些特殊情况下，甚至可以发挥出“点之成金”的神奇效果。在超导材料、催化剂等领域，铌的加入可以显著提升材料的性能，实现一些看似不可能的技术突破。
例如，在超导材料中，铌的加入可以提高超导体的临界温度，使得超导技术在更高温度下得以应用；在催化剂领域，铌的化合物可以作为高效的催化剂，促进化学反应的进行，提高生产效率。
在未来的科技发展中，发现和命名长达150多年的铌将继续发挥着不可替代的作用，为人类社会的进步贡献出更多的力量。
参考文献：
1.《铌作为微合金化元素的历史》，2001年全球铌国际会议开幕辞，作者Lutz Meyer
2.《全球铌矿资源的勘探开发与投资研究》，作者刘霏，《中国矿业》2013年07期
3.《铌的应用与发展》，作者王永跃，《宁夏科技》1997年04期
来源：蝌蚪五线谱
编辑：virens
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铌合金的高温性能及其应用
在当今科技飞速发展的时代，高温环境对材料性能提出了严峻的挑战。许多工业领域，如航空航天、能源等，都需要材料在高温下保持良好的性能。铌合金作为一种重要的高温材料，因其优异的高温性能而备受关注。
铌合金的高温性能
1. 强度和硬度
铌合金在高温下仍能保持较高的强度和硬度，这使其成为制造高温结构部件的理想材料。
2. 抗氧化性
铌合金具有良好的抗氧化性能，能够在高温氧化环境中长时间稳定工作。
3. 热稳定性
铌合金的热稳定性较高，在高温下不易发生相变和组织变化，从而保证了其性能的稳定性。
铌合金高温性能的影响因素
1. 合金元素
添加适量的合金元素可以显著改善铌合金的高温性能。
2. 微观结构
铌合金的微观结构对其高温性能有着重要影响，如晶粒尺寸、相组成等。
3. 加工工艺
合理的加工工艺可以优化铌合金的组织结构，提高其高温性能。
铌合金在高温领域的应用
1. 航空航天发动机
铌合金被广泛应用于航空航天发动机的热端部件，如涡轮叶片、燃烧室等，以提高发动机的工作温度和效率。
2. 工业炉窑
在工业炉窑中，铌合金可用于制造加热元件、炉管等，延长炉窑的使用寿命。
3. 核反应堆
铌合金在核反应堆中也有重要应用，如用于制造燃料元件包壳等。
提高铌合金高温性能的方法
1. 合金化
通过添加合金元素，如钨、钼、钛等，可以进一步提高铌合金的高温性能。
2. 热处理
合适的热处理工艺可以改善铌合金的组织结构，提高其强度和韧性。
3. 表面涂层
在铌合金表面涂覆一层耐高温的涂层，可以有效提高其抗氧化性能。
铌合金作为一种重要的高温材料，具有优异的高温性能和广泛的应用前景。通过不断优化合金成分、改进加工工艺和采用表面涂层等方法，可以进一步提高铌合金的高温性能，满足不同领域的需求。未来，随着科技的不断进步，铌合金在高温领域的应用将会更加广泛。