稀有金属主要用于制造特种钢、超硬质合金和耐高温合金,在电气工业、化学工业、陶瓷工业、原子能工业及火箭技术等方面。
香港稀有金属的名称具有一定的相对性,随着人们对稀有金属回收报废的广泛研究,新产源及新提炼方法的发现以及它们应用范围的扩大,稀有金属和其它金属的界限将逐渐消失,如有的稀有金属报废在地壳中的含量比铜、汞、镉等金属还要多。
金属表
铌铁主要用于冶炼高温(耐热)合金,不锈钢和高强度低合金钢。铌在不锈钢和耐热钢中,与钢中的碳生成稳定的碳化铌。均匀地分布在钢的晶粒边界,防止高温下钢的晶粒长大,对钢的组织起细化作用,可提高钢的强度、韧性和蠕变性能。铌与碳的化学亲和力远远大于铬与碳,因此,当不锈钢中有铌存在时,可防止在钢的晶界析出碳化铬,因而提高钢的抗腐蚀能力。钢中的铌与氮生成稳定的氮化铌,提高了钢的表层抗腐蚀能力。钢中的铌与氧生成稳定的氧化铌,使钢的表面形成氧化铌薄膜,可阻止氧向内部扩散而起抗氧化作用。碳素钢添加Nb0.015%~0.05%,可起细化组织作用,使钢具有良好的成型性和焊接性能。铌对钢的奥氏体再结晶有强烈的阻止作用,使钢在较高的温度下,有效地控制轧制,而且控制轧制的强韧化效果十分显着。所以铌作为微合金元素在碳素钢中的用量大大增加。美国在微合金中的用铌量,在1959年仅占铌总消耗量的1.9%,而1988年上升为68%。
铌在高温合金中起固溶强化和碳化物沉淀强化作用,提高高温合金的屈服强度和表面稳定性。铌的重量是难熔金属中较轻的一种,也是高温合金大量使用的因素之一。铌镍合金作为镍基高温合金的添加剂,主要是生产718合金。永磁合金中加入铌,可提高合金的矫顽力性能。
铸铁中加入铌,有助于球化和珠光体组织的形成。起孕育和细化铸件组织的作用。铌可提高铸件在高温下的强度、韧性、硬度和使用寿命。电焊条用铌铁作为焊料组分,来提高焊接质量。
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金属材料分为黑色金属和有色金属,钴知元素属于有色金属,呈银白色。
钴,Co,在周期表中位于第4周期、第Ⅷ族,原子序数27,原子量58.9332,密排六方晶体,常见化合价为+2、+3。
钴元素在工业广泛应用于耐热合金、硬质合金、防腐合金、磁性合金和各种钴盐的生产,这主要取决于Co元素的化学道性质;
(1)Co元素具有良好的稳定性,常温下在空气以及水中不发生反应;
(2)在空气中加热至300℃以上时氧化生成CoO,在白热时燃烧成Co?O?。
(3)其化学性质与铁,镍相似。高专温下发生氧化作用。加热时,钴与氧,硫,氯,溴等发生剧烈反应,生成相应化合物。
(4)钴可溶于稀酸中,在发烟硝酸中因属生成一层氧化膜而被钝化。
(5)钴会缓慢地被氢氟酸,氨水和氢氧化钠浸蚀。钴是两性金属。
目前,钴的消费与应用的传统领域主要有电池材料、超级耐热合金、工具钢、硬质合金、磁性材料;以化合物形式消费的钴主要用作催化剂、干燥剂、试剂、颜料与染料等。钴-60是一种广为使用的放射性材料,在生物化学中广泛用于活化分析;在电镀、腐蚀和催化中用于示踪研究;在医疗中被用于放射检查与治疗。
钴是一种非常稀缺的小金属资源,素有“工业味精”和“工业牙齿”之称,是重要的战略资源之一。钴资源多伴生于铜钴矿、镍钴矿、砷钴矿和黄铁矿矿床中,独立钴矿物极少,陆地资源储量较少,海底锰结核是钴重要的远景资源。钴因具有很好的耐高温、耐腐蚀、磁性性能而被广泛用于航空航天、机械制造、电气电子、化学、陶瓷等工业领域,是制造高温合金、硬质合金、陶瓷颜料、催化剂、电池的重要原料之一。