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锂、铍、铌、钽是稀有金属主要品种,用途甚广。在稀有金属分类中,锂、铍为稀有轻金属;铌、钽为稀在难熔金属。
锂(Li)是自然界中较轻的金属。银白色,比重0.534,熔点180℃,沸点1342℃。锂是由瑞典化学家贝齐里乌斯(J.J.Berzelius)的学生瑞典人阿尔费德松(J.A.Arfvedson)于1817在分析研究从攸桃岛(Uto¨)采得透锂长石时**发现的,贝齐里乌斯把这种新金属称为Lithium。1818年英国人戴维(H.Davy)通过电解碳酸锂制得小量。1855年德国人本生(R.W.Bunsen)和马提生(A.Matthiessen)通过电解熔融氯化锂制得较大量的,并较详细地研究了它的性质。1923年德国开始锂的工业生产。
锂是活泼金属,很柔软,在氧和空气中能自燃。锂也是一种重要的能源金属,它在高能锂电池、受控热核反应中的应用使锂成为解决人类长期能源供给的重要原料。锂工业的发展和军事工业的发展密切相关。50年代,由于研制氢弹需要提取核聚变用同位素6Li,因而锂工业得到了迅速发展,锂则成为生产氢弹、中、质的重要原料。锂的化合物还广泛用于玻璃陶瓷工业、炼铝工业、锂基润滑脂以及空调、医药、**合成等工业。
铍(Be)是钢灰色轻金属。比重1.848,熔点1287℃,沸点2470℃,具有良好的耐腐蚀性和高温强度,导热率好,γ射线透射性好等性能。1798年法国化学家沃克兰(L.N.Vauquelin)发现铍的氧化物。1829年,德国化学家沃勒(F.Wo¨hler)和法国化学家比西(A.B.Bussy)各自用钾还原氯化铍的方法,分别制得单质的铍。沃勒将它命名为beryllium(Be),而比西则命名为glucinium(Gl),1957年才由国际纯粉化学与应用化学联合会(IUPAC)按前者定名。1898年法国人勒博(P.Lebeau)用电解氟化钠-氟铍酸钠熔体的方法制得小颗粒的铍。
铍胜业上的重要材料。工业用铍大部分以氧化铍形态用于铍铜合金的生产,小部分以金属铍形式应用,另有少量用作氧化铍陶瓷等。特别是在原子能、宇航和航空、冶金等领域具有重要用途。在原子能领域,如利用铍能使中子增殖作试验反应堆的反射层、减速剂和核武器部件等;在宇航和航空工业制造火箭、导弹、宇宙飞船的转接壳和蒙皮,大型飞船、空间渡船的结构材料,制作飞机制动器和飞机、飞船、导弹的导航部件,火箭、导弹、喷气飞机的高能燃料的添加剂;在冶金工业中是合金钢的添加剂,还可制作铍铜、铍镍、铍铝等合金。此外,也用于制作耐火材料与特种玻璃、集成电路、天线等。
铌(Nb)、钽(Ta)属难熔稀有金属,钢灰色,具有比重大(铌8.6、钽16.6)、熔点高(铌2467℃、钽2980℃)、沸点高(铌4740℃、钽5370℃)、强度高、抗疲劳、抗变形、抗腐蚀、导热、**导、单较导电及吸收气体等优良特性。铌和钽在元素周期表中同属一族,性质很相似,它们在自然界生在一起,赋存在铌、钽酸盐类矿物中。化学家们在19世纪初也正是从铌铁矿(钶铁矿)-钽铁矿系列矿物中发现了铌、钽这两个元素。