当今可获得的十大难熔金属——耐用、耐高温解决方案

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当今可获得的十大常见难熔金属

“难熔金属”一词用于描述一组金属元素。这些元素具有极高的熔点，并耐磨损、耐腐蚀、耐变形。本文盘点当前市场上可获得的十大 常见难熔金属。

常见难熔金属

常见难熔金属 1. 钨

钨的历史

钨的历史可追溯至 17 世纪。当时德国萨克森厄尔士山脉矿工发现某些矿石干扰锡石还原并产生炉渣，给矿石起了德语绰号“wolfert”“wolfram”。

1783 年，胡赛因·德·吕亚尔和福斯图·德·吕亚尔兄弟也从钨锰铁矿提取钨酸。同年，他们首次用碳还原三氧化钨获得钨粉。

钨

钨的性质与应用

钨熔点居全金属之首。密度（19.3 g/cm³）极高，接近黄金，硬度也极高，如碳化钨硬度接近金刚石。

此外钨具良好导电导热、膨胀系数小等特性，广泛用于合金、电子、化工等领域，其中碳化钨为最大消费领域。

常见难熔金属 2. 钼

钼的历史

虽钼于 18 世纪末被发现，但发现前已被使用。如 14 世纪日本用含钼钢制刀。

1778 年瑞典化学家舍勒发现硝酸不与石墨反应，但与钼铅矿反应得白色粉末。受舍勒启发，1781 年瑞典叶尔姆用“碳还原法”从白粉分离新金属并命名“钼”。

钼

钼的性质与应用

钼是像钨一样的难熔稀有金属。膨胀系数小、导电导热好。常温下不与盐酸、氢氟酸、碱溶液反应，仅溶于硝酸、王水或浓硫酸。对大多数液态金属、非金属渣、熔融玻璃也相当稳定。

因此钼及其合金在冶金、农业、电力、化工、环保、航天等重要部门应用广泛，已成为国民经济重要原料和不可替代战略物资。

常见难熔金属 3. 铼

铼的历史

1871 年俄国化学家门捷列夫发表元素周期表，预言自然界未发现一种“类锰”元素，原子量 190。

1925 年德国化学家沃尔特·诺达克、伊达·诺达克、奥托·贝尔格用 X 射线在铂和铌铁矿中检出该元素，以莱茵河拉丁名 Rhein 命名为铼。后在硅铍钇和钼铅矿也发现铼。1928 年从 660 公斤钼铅矿提取 1 克铼。

铼

铼的性质与应用

铼是稀有难熔金属。不仅具良好塑性、力学性能和抗蠕变性，还耐磨耐腐蚀。除氧气外对大多数气体保持良好化学稳定性。

铼及其合金广泛用于航天、电子、石油化工等领域。据 2013 年 USGS 数据，超合金是铼最大消费领域，占总消费约 80%，催化剂为第二大消费领域。

常见难熔金属 4. 铌

铌的历史

1801 年英国化学家查尔斯·哈切特在大英博物馆矿石样品中发现铌。1846 年德国化学家海因里希·罗斯分析不同钽矿和钍矿，发现除钽外另一元素极接近钽，命名为铌。

铌取自希腊神话人物尼俄贝，因钽名源自希腊神话坦塔洛斯，尼俄贝为坦塔洛斯之女，更能体现钽铌相似性。

铌

铌的性质与应用

铌是稀有高熔点金属，银灰色、质软、延展。常温不与空气反应，红热时在氧气中也不完全氧化。高温可直接与硫、氮、碳化合。不与无机酸碱反应，不溶王水，但溶于氢氟酸。

凭借良好超导性、高熔点、耐腐蚀、耐磨，铌广泛用于钢铁、超导材料、航天、原子能等领域。

常见难熔金属 5. 钽

钽的历史

1802 年瑞典化学家 AGE kaberg (1767-1813) 分析斯堪的纳维亚半岛矿物（铌钽铁矿）发现新元素，以希腊神话宙斯之子坦塔罗斯命名为钽。

钽

钽的性质与应用

钽具有高熔点、低蒸气压、良好冷加工性、高化学稳定性、强抗液态金属腐蚀、表面氧化膜大介电常数等优异性质。

因此钽在电子、冶金、钢铁、化工、硬质合金、原子能、超导技术、汽车电子、航天、医疗、科研等高科技领域有重要应用。

常见难熔金属 6. 钛

钛的历史

1791 年在英格兰康沃尔发现含钛矿物，发现者为英国业余矿物学家威廉·格里高利牧师。1795 年德国化学家克拉普罗特分析匈牙利红金红石时发现该氧化物。

格里高利和克拉普罗特当时发现的是粉末状二氧化钛，而非金属钛。直到 1910 年美国化学家亨特首次用钠还原 TiCl₄ 得到 99.9% 纯度金属钛。

钛

钛合金的性质与应用

钛是 1950 年代发展起来的重要结构金属。钛合金低密度、高比强度、耐腐蚀好、导热低、无毒无磁、可焊、生物相容性好，广泛用于航空、航天、化工、石油、电力、医疗、建筑、运动器材。

世界许多国家已认识到钛合金材料的重要性，相继研发并获得实际应用。

常见难熔金属 7. 铬

铬的历史

1766 年德国莱曼分析西伯利亚矿石确定含铅，此矿被归类为西伯利亚红铅矿。

1797 年法国化学家尼古拉·路易·沃克兰被西伯利亚金矿开采的鲜红色矿石吸引，在其中发现新元素铬，次年用碳还原制得金属铬。

铬

铬的性质与应用

铬因硬度脆性和耐腐蚀性等优异性能，广泛用于冶金、化工、铸铁、耐火、高精尖技术。

常见难熔金属 8. 锆

锆的历史

锆以锆石命名，锆石作为珠宝被人类使用数百年。《圣经》提及以色列大祭司佩戴的 12 颗宝石中含锆石。

锆的发现提纯主要归功于德国化学家马丁·海因里希·克拉普罗特和瑞典化学家永斯·雅各布·贝采利乌斯，两人对锆的发现提纯作出卓越贡献。

1789 年德国化学家马丁证明锆石非钻石，澄清误解。他用氢氧化钠加热锆石，发现两者反应生成氧化物，认为其中含新元素，命名氧化锆。35 年后 1824 年瑞典化学家贝采利乌斯首次制得纯锆。

锆

锆的性质与应用

自古以来，锆因色泽绚丽被视为宝石，在人类生活中扮演装饰角色。随着对 锆 认知深化，锆的应用 日益广泛。或许大多数人对锆较陌生，但它已渗透生活方方面面。

例如，生活必需的周边建筑、陶瓷、刀具、装饰品，甚至军事和核电领域都离不开锆。

常见难熔金属 9. 铪

铪的历史

1923 年匈牙利化学家乔治·查尔斯·德·海维西和丹麦物理学家科斯特对多种含锆矿石做 X 射线谱分析发现该元素。

为纪念发现地丹麦首都哥本哈根，以哥本哈根拉丁名 Hafnia 命名为铪，元素符号 Hf。

铪

铪的性质与应用

铪与空气反应形成氧化膜保护层。500-750 °C 时氧化膜失去保护，加热时与氧氮生成氧化物和氮化物。超 800 °C 快速氧化生成 HfO₂。

耐腐蚀性好，不与稀盐酸、稀硫酸、强碱反应，但溶于氢氟酸和王水。

铪焊接加工性能优异、耐高温耐腐蚀，成为原子能工业重要材料。铼具延展性、抗氧化、耐高温，也是良好合金材料，用于许多合金。

常见难熔金属 10. 钒

钒的历史

1830 年瑞典化学家炼生铁时分离出新元素，因化合物色彩绚丽，以希腊神话美女瓦纳迪斯命名为钒。

1867 年英国化学家罗斯科用氢还原三氯化钒 (VCl₃) 首次制得金属钒。

钒

钒的性质与应用

钒是重要合金元素，主要用于钢铁工业。含钒钢具高强度、高韧性、良好耐磨等优异特性。

因此广泛用于机械、汽车、造船、铁路、航空、桥梁、电子、国防工业。钢铁行业用钒比例最高达 85%，钢铁需求直接影响钒市场。约 10% 钒用于生产航天所需钛合金。钒可作钛合金稳定剂和强化剂，赋予钛合金良好延展性和塑性。

此外钒在化工主要用作催化剂和着色剂。钒还用于生产氢氧燃料电池或全钒液流电池。

结论

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