铌和钽 金属中的“孪生兄弟”

    稀有金属钽和铌在元素周期表中属于同族元素，由于它们的物理和化学性质很相似，而且又共同生长在同一个矿体内，因而被人们称为金属中的"孪生兄弟"。

    钽和铌是英国化学家查尔斯·哈切特与瑞典化学家艾克贝格在1801年和1802年先后发现的。钽铌铁矿是钽和铌的主要矿石，在钨矿和某些稀土矿中也有少量的钽和铌存在。钽却呈银白色，铌的外表很象钢。钽和铌都是高熔点金属，它们的熔点分别为2996℃和2468℃。钽和铌的化学性质极其稳定，不仅不怕硝酸、盐酸，也不怕王水。钽富有延展性，可以拉成比头发丝还要细的钽丝，或者碾成比纸还要薄的钽箔。钽和铌都具有抗压、耐磨损的特性，也都是卓越的超导材料。

    由于钽和铌具有上述种种优异的性能，因而被广泛用于各个领域。
    钽的表面能形成致密稳定、介电强度高的无定形氧化膜，易于准确方便地控制电容器的阳极氧化工艺，同时钽粉烧结块可以在很小的体积内获得很大的表面积，因此钽电容器体积小、容量大、漏电流低、使用寿命长、综合性能优异，是最优秀的电容器，不仅在常规条件下比陶瓷、铝、薄膜等其它电容器体积小、容量高、功能稳定，而且能在许多为其它电容器所不能胜任的严峻条件下正常工作。由于钽电容器具有其它诸多电容器不可比拟的优异特性，在微电子科学和表面贴装技术领域，几乎无可等效替代的其它电容器与之竞争，因此60~65％的钽以电容器级钽粉和钽丝的形式用于制作钽电容器。钽电容器已日益广泛应用于通讯（程控机、交换机、手机、传呼机、传真机、无绳电话）、计算机、汽车、家用和办公用电器、仪器仪表、航天航空、国防军工等领域.由于铌与钽是同属一族的伴生金属，性能上有许多相似之处，用于制作电容器性能仅次于钽，其相对于铝电容器，具有比容高、等效串联电阻低、易于片式化等优点，经发展有可能替代铝电容器的10％左右；铌与钽相比，制作电容器的主要缺点是漏电流大（一般是钽的5~10倍）、击穿电压低（＜10V）、工作温度低（＜105℃），不适合制作可靠性要求高和额定电压

    高的电容器，但在低电压（＜10V）、大容量（＞100μF）的范围，铌电容器有可能部分替代该档次的钽电容器。铌电容器的开发利用，对钽铌行业来说是一件大好事，可以获得新的发展机遇。

    近十年来，我国钽铌冶炼与加工也取得了突破性的发展。各钽铌冶炼厂（院），加强了科研工作，进行了技术改造，不断完善工艺和装备，调整了产品结构，开发新产品，使产品质量大大提高。宁夏东方有色金属集团公司从1990年开始先后进行了钽粉、钽丝生产技术改造，引进了国外关键装备，使钽粉及钽丝的生产技术大大提高了一步，钽粉比容达到了12000~30000~50000~70000μFV／g，研制水平达150000μFV／g。钽丝生产达到了直径Φ0.3~0.17mm，研究水平已达到Φ0.10mm，我国的钽粉、钽丝质量水平已达到了国际水平。

    在冶金工业中，铌主要用于制造耐高温的合金钢和提高钢的强度。在冶炼碳素钢时，只需添加万分之几的铌，便可以使钢的强度提高三分之一以L。用铌和钽与钨、铝、镍、钴、钒等一系列金属合成的超级合金，是超音速喷气式飞机、火箭和导弹等的良好结构材料。

    在机械工业中，用碳化铌、碳化钽等硬质合金制造的刀具，能经受近3000℃的高温，其硬度可以与世界上最坚硬的物质---金刚石相媲美。

    在医学上，钽是理想的生物适应性材料。它与人体的骨骼、肌肉组织以及液体直接接触时，能够与生物细胞相适应，具有极好的亲和性，几乎不对人体产生刺激和副作用。钽不仅可用于制作治疗骨折用的接骨板、螺钉、夹杆等，而且可以直接用钽板、钽片修补骨头和用钽条来代替因外伤而折断的骨头。钽丝和钽箔可以缝合神经、肌健以及1.5毫米以上的血管，极细的钽丝可以代替肌腱甚至神经纤维。用钽丝织成的钽纱、钽网可以用来修补肌肉组织。