釩是壹種化學元素,化學符號是V,原子序數是23。釩是英語中釩的音譯,其詞根來自古代日耳曼語中日耳曼神話中美麗女神的名字Vanadis。這個名字來自許多五顏六色的釩化合物。
釩的傳說:
很久以前,在遙遠的北方,住著壹位美麗的女神瓦娜狄斯。壹天,壹位遠方的客人敲門,女神正悠閑地坐在扶手椅上。她想,如果他再敲門,我就開門。然而,敲門聲停止了,客人們離開了。女神想知道這個人是誰,為什麽他缺乏自信。她打開窗戶往外看。哦,原來是壹個叫沃勒的男人正走出她的院子。幾天後,女神又聽到有人敲門。這壹次,敲門聲持續而堅定,直到女神開門。這是壹個名叫瑟夫·斯道姆的英俊青年。女神很快愛上了他,並生下了她的兒子釩。雖然故事很生動,但不太準確。原來,第壹次敲門的是墨西哥化學家裏奧,第二次敲門的是德國化學家沃勒。雖然他們發現了壹種新元素,但他們無法證實自己的發現,甚至誤以為這種元素是“鉻”。塞弗·斯托姆通過堅持不懈的努力,從壹種鐵礦石中獲得了這種新元素,並以女神瓦娜狄斯的名字命名為“釩”。
釩是壹種稀有、弱而粘稠的過渡金屬。它的礦物質通常與其他金屬的礦物質混合在壹起。在材料工程中壹般用作合金成分。
釩鋼可以通過將釩混入鋼中制成。釩鋼比普通鋼結構更致密,具有更高的韌性、彈性和機械強度。釩鋼穿甲彈可以穿透40厘米厚的鋼板。然而,在鋼鐵工業中,不是將純金屬釩添加到鋼中來制造釩鋼,而是直接使用含釩鐵礦石來制造釩鋼。
釩的化學性質非常穩定,在室溫下不會被氧化。釩對鹽溶液和海水具有很高的耐腐蝕性。堿性溶液和硫酸對其無影響,氫氟酸、熱濃硫酸和硝酸及王水能溶解釩。熔融堿、碳酸鉀和硝酸鉀可以溶解釩並形成釩酸鹽。由釩與矽和碳形成的矽化物和碳化物具有高硬度和化學穩定性。
鈍金屬釩是在鋼制容器中用鈣還原五氧化二釩制成的。洗滌後,所得金屬釩顆粒在真空爐中熔化成塊狀,這樣得到的金屬含99.99%的釩。
釩鹽的顏色真的很豐富多彩,比如綠色、紅色、黑色和黃色。綠藍如玉,黑墨濃墨。例如,二價釩鹽往往是紫色的;三價釩鹽為綠色,四價釩鹽為淺藍色,四價釩的堿性衍生物常為棕色或黑色,五氧化二釩為紅色。這些五顏六色的釩化合物被制成明亮的顏料:它們可以加入玻璃中制成彩色玻璃,也可以用來制造各種墨水。
在高於933k(660 c)的溫度下,釩被氧化成V2O5。釩的結構強度相當高。然而,釩是易燃的,釩化合物具有劇毒,含釩粉塵吸入後會導致肺癌。
在氧化物中,釩壹般為+5價,但也有+2、+3和+4價的氧化物,但它們很容易轉化為+5價的氧化物。二價和三價氧化釩是堿性的,四價氧化釩是兩性的,五價氧化釩是酸性的。
釩在自然界中通常以化合物的形式存在。自然界中約有65種釩化合物存在,在鋁土礦、石油、煤和油頁巖中也有大量釩,尤其是在委內瑞拉和加拿大。光譜分析表明,在陽光和壹些恒星的表面也發現了釩。
純金屬釩壹般是在高壓下用鉀還原五氧化二釩得到的。大多數釩是加工其他礦物的副產品。
大約80%的釩和鐵用作鋼中的合金元素。含釩鋼堅硬而堅固,但壹般釩含量小於1%。
它的礦物質通常與其他金屬的礦物質混合在壹起。像其他鐵合金壹樣,釩主要用於冶金,作為催化劑和還原劑。然而,由於釩可以增加鋼的耐磨性和延展性,因此它在優質鋼、特殊鋼、棒材、板材和型材中受到青睞。
如果說鋼是老虎,那麽釩就是翅膀,含釩的鋼更是如虎添翼。只要在鋼中加入百分之幾的釩,就可以大大增加鋼的彈性和強度,而且鋼具有優異的耐磨性和抗爆裂性,既耐高溫又耐極寒。難怪釩在汽車、航空、鐵路、電子技術、國防工業等部門隨處可見。此外,釩的氧化物已成為化學工業中最好的催化劑之壹,被稱為“化學面包”。看來瓦那迪斯的“兒子”正在世界上受到青睞。
美國汽車巨頭福特曾說:“如果沒有釩,就沒有我的車。”
1905年,福特參加了壹場大型汽車比賽,賽場上發生了壹起事故。兩輛汽車相撞,嚴重受損。福特仔細觀察了事故車,撿起了其中壹輛法國車的氣門桿碎片。福特註意到氣門桿比正常尺寸小,決定帶回去檢查。
分析結果表明,這種鋼特別堅固,非常堅硬。不同尋常的是它的成分中含有釩。福特深受啟發,決定在他的汽車工業中使用釩鋼。在克服了許多困難後,福特汽車以輕巧、堅固和低價擊敗了它的老對手法國汽車。
含釩合金有:
醫療器械中使用的特殊不銹鋼
用於工具的不銹鋼
它與鋁壹起被用作高速飛機渦輪噴氣發動機中的鈦合金。
含釩鋼常用於軸和齒輪等關鍵機械零件。
釩吸收裂變中子的半徑很小,因此被用於核工業。
釩用於在煉鋼過程中導致碳化物的形成。
在鋼上塗覆鈦時,釩通常用作中間層。
釩鎵合金可用於制作超導電磁鐵,其磁場強度可達175000高斯。
釩在馬來酸酐和硫酸的生產中用作催化劑。
五氧化二釩(V2O5)用於制造特殊陶瓷作為催化劑。
中國釩資源豐富。釩礦物主要分布在四川攀枝花和河北承德,且多以石煤形式存在。
釩的應用範圍
應用領域占總量的比例(%)主要用途產品
碳鋼25增強鐵釩合金
HSLA鋼鐵25號樓,輸油管道FeV
高合金鋼20鑄件、石油管件FeV
工具鋼15高速工具鋼,耐磨FeV(80% V)
鈦合金10噴氣發動機零件,飛機機體用釩鋁基合金。
化學5。由硫酸和馬來酸酐生產V2O5和其他釩化合物。