发展铌钽深度加工，有利于扩大铌、钽应用领域和提高企业的经济效益。只有把开发铌、钽新产品与开拓铌、钽应用新领域紧密结合起来，才能加速发展我囯铌钽工业。

本文就铌钽生产现状和发展趋势谈一点粗浅的认识。

一 生产现状

目前，世界正面临新的技术革命，这次革命是以信息技术、遗传工程和材料科学为主体，其中新材料特别是稀有金属材料的发展又起着支撑作用。铌、钽属高熔点稀有金属，广泛应用于钢铁工业、电子工业、航空和宇航工业等领域。

本世纪四十年代中期，国外主要用粉末冶金法生产铌、钽金属；四十年代末至六十年代初，由于宇航和原子能工业的发展，真空自耗电弧炉及电子束炉等新技术的相继应用，促进了铌、钽等难溶金属的深度加工和推广应用。我国五十年代末已用热还原法生产铌、钽金属粉，六十年代以来采用粉末冶金法或真空熔炼法生产铌、钽金属及其合金。

铌、钽原矿经采、选、冶、加工，产出不同用途的铌、钽产品，这一过程统称为一个逐步深化的加工过程。如下图所示。

分析铌、钽产品消费结构可知，初加工产品的消费量大于深加工产品的消费量（如表 1、2）。目前，世界铌的年消费量在14000~15000吨，以铌铁和铌镍形式用于合金钢和超级合金占铌消费总量的95%以上，世界钽的年消费量在1150~1200吨，以钽粉形式用于钽电容器占50%以上。我国铌、钽年消费量分别占世界铌、钽总消费量的0.4%和4%，就冶炼产品而言，其中以铌铁形式用于合金钢占铌消费量的55%左右，以氧化铌形式用于陶瓷电容器和铌酸锂单晶占35%左右；以钽粉形式用于钽电容器占钽消费量的60%以上，以碳化钽形式用于硬质合金占20%左右。即铌、钽以初加工产品形式的消费量分别占其总消费量的90%和80%以上，而以深加工产品形式的消费量分别占10%和20%以下。

二 发展趋势

从国内外发展铌、钽工业的趋势可以看出，发展以铌、钽化合物和铌、钽金属粉为原料的深度加工产品已成为发展铌、钽工业的主要方向。

(一) 铌、钽化合物

铌、钽化合物是冶炼的中间产品，既可用作提炼铌、钽金属和其他产品的原料，也可直接供用户使用。铌化合物主要有氧化铌（Nb₂O₆）, 碳化铌（NbC）, 钽化合物主要有氟钽酸钾（K₂TaF₇）氧化钽（Ta₂O₅）和碳化钽（TaC）。

碳化钽、碳化铌主要用作碳化钨基硬质合金的添加剂。

氧化铌、氧化钽用途广泛，特别是以氧化铌为原料的深加工产品有广阔的发展前途。

氧化铌、氧化钽可作高折射光学玻璃的添加剂，做成透镜或棱镜用在光学系统上。目前，国外含Nb₂O₆的镧系玻璃已有20多种。光学透镜用的氧化铌纯度为99.9%，同时要求产生有色反应的Fe、Mn、Cr、等元素的含量控制在10 PPm以下。

氧化铌、氧化钽可作铌酸盐、钽酸盐单晶的原料，其中铌酸锂（LiNbO₃）和钽酸锂（LiTaO₃）单晶是一种优良的压电和光学晶保，这种晶体广泛用作黑白、彩色电视机和磁带录象机的声表面波中频滤波器。日本1985年彩色电视机、磁带录象机的生产量分别为1590万台和2930万台，目前，全世界彩色电视机的年产量约5000~5500万台，可见，铌酸锂、钽酸锂单晶的用量是相当观可的。我国生产的铌酸锂单晶主要满足黑白电视机中频滤波器的需求，随着彩电元件逐步实现国产化，铌酸锂单晶需求量将会有所增长。

氧化铌也是陶瓷电容器的重要原料。如Pb（Fe₂/₃Nb₁/₃）O₃、pb（Fe₁/₂Nb₁/₂）O₃，pb（Mg₁/₂Nb₁/₂）O₃系复合氧化物，能在1000℃以下烧结，且具有非常高的介电常数，这种陶瓷电容器可以与铝电解电容器和钽电解电容器进行竞争。专家予测这个市场的增长率每年为20~30%。我国陶瓷电容器已实现工业规模生产，目前年消耗氧化铌在15吨以上。制造陶瓷电容器使用的氧化铌，对杂质含量，物性（如比表面积、平均粒径）和晶型都有一定的要求。

氧化铌还可作催化剂，包括用在脱氢、氧化、氨氧化、碳氧化合物重整等多种反应中。目前，国外使用较多的是钌—氧化铌，镍—氧化铌催化剂，如在煤炭气化所得Co与H₂制造碳氢化合物的Flscher—Tropsch反应中，使用1%Ru/Nb₂O₅催化剂，烯的产率达到51%，而使用Al₂O₃和siO₂作基体材料时，烯的产率只有34%和13%。此外在防止大气污染中，特别是除去锅炉烟气中NO_x气体方面，也提出了多种铌的催化剂。含铌催化剂，囯外申请专利达120种以上，看来这是今后最有希望的应用领域。

(二) 铌、钽金属及其合金

铌、钽金属及其合金是铌粉、钽粉为原料的一种深加工。

电容器级钽粉和铌粉可供制作和铌电解电容，特别是钽电容器具有电容大，可靠性好，工作温度范围宽，使用寿命长和体积小等特点。

冶金级铌粉和钽粉可用作铌、钽金属、合金、加工材的原料，铌、钽及其合金加工材，包括各种规格的板、带、箔、棒、丝、管材以及各种异形件。目前，国外生产和研制的铌合金达二十多种，钽合金达十多种（见表 3）。铌合金在高温下能保持很高的强度和良好的加工性能，在某些超音速飞机、航天飞行器、卫星、导弹和超音速低空火箭上可作优先热防护材料和结构材料。钽合金一般可作宇航用结构材料。

由于铌和钽的熔点高（分别为2468℃和2996℃）其金属和合金的生产一般采用粉末冶金或真空熔炼方法（如真空自耗电孤炉和电子束炉）制得坯绽，再将坯料采用挤压、锻造、轧制、拉拔等各种方法加工成棒、板、带、箔、管、丝和异形件。

熔炼法制得铌、钽金属及其合金坯锭，晶粒组织粗大，需要通过初加工（如挤压）将晶粒破碎，才能进行成品加工。

铌，钽金属的塑性很好，变形拉力小，加工硬化不明显，一般可在室温下进行塑性加工。但强度高的钽合金和铌合金必须在1000℃以上进行热加工开坯后再进行成品加工。

在铌、钽金属加工材中，铌管，钽片，钽丝用量较大。

铌管主要用作高压钠灯的密封件和电极支架，纯铌和铌—锆（1%）管抗钠腐蚀性好，热膨胀系数与氧化铝接近。高压钠灯是一种新光源，可取代汞灯使用，节电且光效又好。我国目前生产的高压钠灯规格有50，75，150，250，400，1000瓦。每生产50万支钠灯，就需铌管1吨左右。高压钠灯使用的铌管一般为ϕ1.75×0.25毫米（外径×壁厚），Φ3.25×0.25毫米，Φ3.9×0.98毫米。

钽片主要用作人造纤维（化纤）的喷丝咀（或喷丝头），具有良好的延展性和抗蚀性。我国目前生产的钽喷丝咀的规格有4800孔，6000孔，7500孔，12000孔，16000孔, 孔径一般为0.06毫米。喷丝咀使用的钽片要求有很好的内在质量和表面质量。

用作钽电容器阳极引线（Φ0.2~0.6毫米）的钽丝，化学成分、力学性能和电性能都有较高的要求。近几年来，国外随着超高比容钽粉（＞10000微法伏/克）广泛使用，钽电容器日趋小型化，其生产量也逐年增长（如日本1983年钽电容器生产量15.76亿支，1984年达21.22亿支）。由此带来钽粉和钽丝消费量的增长，但钽丝消费量增长的速度比钽粉要快得多，如日本钽粉与钽丝用量之比由1980年的5：1上升到1985年的4：1。同样，我国钽丝消费量也将会高于钽粉的增长速度。

在铌合金加工材中，铌的超导材料发展较快。显示超导的临界温度TC, 铌在单质金属中最高为9.2K，铌金属间化合物中最高的Nb₃Ge为23.6K。超导材料属于一种新型的能源材料，由于它具有完全导电（电阻接近零）的特性，与普通导体相比可以承载大电流（每厘米²截面的铜导线至多只能承载几百安培的电流，而同样截面的超导线则能承载10万安培以上的电流），所以，用超导材料制作的磁体非常轻巧，一个5万高斯的中型磁体，用常规导体制作时其重量达20吨，但用超导材料制作时只需几公斤。目前，世界上用超导材料制作了数以千计的磁体，最大的磁体内径达5米，重量达50吨。

我国从七十年代初开始研制铌的超导材料，包括Nb—T1合金，Nb₃Sn金属间化合物等超导材料，有园线、扁带、扁缆、园缆、中空导体等，特别是NiTi/Cu单蕊超导线，NbTi/Cu多蕊超导线，NbTi/Cu/Cu Ni三元超导复合线，多蕊Nb₃Sn复合线，已获得了实际应用。目前，正在研制NbTi Ta，Nb₃Al等新型超导材枓。

此外，我国也在批量生产和研制Nb— 752、C—103, Scb—291等铌合金和T—111等钽合金，以适应国防工业的需要。

三 几点建议

1.根据我国钽铌资源特点抓好原料基地建设，加强微细粒钽铌矿和难选物料选冶新工艺的研究，扩大综合利用，提高收率、降低成本。

加强钽、铌的应用研究，研究高比容钽粉，建立适合低合金钢要求的铌铁系列产品，提高质量，降低成本，打入国际市场。

2.积极发展铌、钽合金及其金属加工材，加强铌深加工产品及新型超导材的研制，开发新产品，开拓新用途。