1801年,人们发现了第41号元素,命名为“钶” (Cb)。1804年再度发现第41号元素,命名为“铌” (Nb)。直到1866年证实“铌”即是“钶”。1950年,理论化学与应用化学国际联合会建议统一采用“铌” (Nb)这个名称。钽的原子序数为73,于1802年发现。此后一百年左右处于实验室研究阶段,本世纪三十年代才开始在电子工业和化学工业方面得到应用。
目前,铌在钢中的用量占绝大部分。据报导, 1971年资本主义国家用于钢铁工业的铌-铁达6800吨(铌-铁一般含50~60%铌、0.4%碳、8%硅),约占总用量的70~80%。铌在钢中的主要作用是细化晶粒,提高晶粒粗化温度;降低钢的过热敏感性和回火脆性;提高强度、韧性和高温蠕变性能等。 如钢中添加万分之几的铌就可使钢的强 度提高很多。
铌的热中子吸收截面小,抗腐蚀性能好,高温强度高,可用作原子能反应堆的结构材料和核燃料的包套材料,还可以作为核燃料的添加剂。
铌及铌合金在高温下能保持很高的强度和良好的加工性能。能制成薄板和外形复杂的零件。因此,在某些超高音速飞机,航天飞行器、卫星、导弹和超音速低空火箭上可作为优先选用的热防护材料和结构材料。美国阿波罗11号飞船的登月舱下降发动机的辐射冷却喷管延伸段就是用C-103 (Nb-10Hf-1Ti)铌合金制成的,表面涂有高辐射抗氧化铝化物涂层。R-4D反作用控制发动机燃烧室是用C-103和Scb-291 (Nb-10W-10Ta)铌合金机加工制成的。FS-82 (Nb-33Ta-0.75Zr)铌合金已用于Dynascar飞行器的前缘和襟翼,随着航空工业的发展,飞机飞行高度(23万米)和速度(23马赫)的提高,发动机涡轮出口温度需要提高1200°C或更高,而现用镍基合金加上冷却技术的基材,其最高使用温度不超过1050℃。这就必然要寻找新的材料。铌合金和其它难熔金属可望作为涡轮发动机的涡轮叶片和结构材料,例如Nb-33Ta-0.75Zr、Nb-10Ti-Mo、Nb-0.75Zr和Nb-10Ti等合金已经在超音速飞机上进行过实验。但因施加涂层复杂,成本昂贵,故用铌合金制作叶片材料的兴趣大为减小。
铌的超导转变温度高,铌的化合物和合金可制作超导材料(如Nb35-Ti65、NbsSn等)。
铌的热离子发射性能良好。可制作真空管的吸气剂和低压整流器。铌用于冷子管(一百个冷子管可以装在一个顶针里)中,可以代替电子管和晶体管,大大缩小了设备的体积, 对改进计算机和雷达都有很大作用。
铌及铌合金的熔点高,并在1650℃以下仍具有很高的强度。但是,在高温易生成没有保护作用的五氧化二铌(Nb2Os)氧化膜。因此,除了提高基体合金自身抗氧化性能外,还需敷涂保护涂层,保证合金的高温性能。据资料,介绍Sylyania R512E (60%Si20%Cr-20%Fe)系涂层,用在航空和航天飞行器中的燃汽涡轮燃烧器上,是最受欢迎的铌合金保护涂层之一。
由于铌、钽合金具有优良的综合性能,可以预见,它们的用量一定会大幅度增加。但是,钽的资源较少、成本较高限制了应用。目前看来,加强研究合金的组织与性能的关系,改进高温抗氧化涂层系统、完善生产工艺和增加品种、提高产品质量、降低成本等是难熔金属今后的主要发展方向。