书城自然科学讲给中学生的课外知识——连·化学经纬
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第33章 超导元素

在相当长的年代里,铌是在无用的垃圾堆中度生的。在开采锡矿时,伴生的铌矿石被看作废物弃置了。

1907年,德国化学家博次顿首先得到了致密的金属铌。后来,人们发现铌是合金的“维生素”。

铌的熔点是2468℃。可是这种“超纯铌”在2500℃高温下仍不熔化,使人们感到费解。经过化学分析才知道;原来,这种“超纯铌”中含有微量的锆。这个意外的发现,使超耐热的铌锆合金诞生了。

在铌中加进其他金属以后,可制成各种耐高温的高强度特种钢和合金。制造火箭、导弹、宇宙飞船的结构材料里,不能没有铌。

在焊接化学成分复杂的特殊合金钢时,合金钢的一些重要性能往往会变差。在焊接的钢中加进铌,焊接质量就显得很好,不会影响基体金属的性能。可是,焊接两种高熔点的金属,如铌和钼,还有困难。人们发现,在真空条件下,许多金属的熔点比平时低得多。因此,在真空中焊接高熔点金属,效果很好。

在原子能工业中,铌合金用做铀棒外表的一层保护罩。

铌和锆在反应堆中是很重要的角色,熔融的钠和钾用做冷却剂,就在铌合金的管道中循环着,不会引起管道损坏。

铌是最容易应用的超导元素。早在1911年,超导现象已被发现,但是大多数超导材料必须在液氦的低温环境下,才显现超导性。但液氦相当稀少。

现在发现的超导材料在千种以上,其中铌显示超导性能的温度最高。有一种亚锡酸铌的铌锡合金,在-255℃的超低温下,就开始出现超导性状态。

在超导情况下,电线没有电阻,不会引起电器发热和电能的损耗,可以制造强大的电磁铁、高功效的电动机,实现无损输电。