鉭棒鈮棒等鉭鈮合金材料的發展現狀與應用前景

1、國家戰略地位

稀有金屬材料技術是新世紀材料科學與工程領域中最受重視的學科之一，是高新技術發展關鍵材料，鉭鈮新材料在其中扮演著重要的角色。現代高科技諸如信息技術、新能源技術、空間技術、生物技術、超導技術等發展都與稀有金屬材料尤其是鉭鈮新材料息息相關。鉭鈮新材料在高科技領域有越來越廣泛的發展空間，首先是鉭鈮電容器向高容量領域拓展；其次，硬質合金的切削工具朝著超硬、微精尖方向發展，應用市場預計將保持穩步攀升態勢；再次是鉭鈮應用在航空航天工業上，鉭鈮基合金及其它特種合金上會繼續平穩發展。近年來，特種鈮鋼需求繼續增長，除發達國家外，第三世界國家也有了需求。特別超導材料將大量用于磁體材料以及高新計算技術等，并正在進一步拓展，鉭鈮材料的新應用還將不斷被開發。依據世界高科技產業發展的進程，今后5-10年鉭鈮工業仍將保持12%以上的增幅持續發展。

2、發展現狀

我國鉭鈮工業從20世紀50年代中期的基礎研究起步，20世紀60年代逐步開始采選、冶煉、加工以及應用的生產，初期冶煉、加工生產規模、技術水平、產品檔次和質量狀況與發達國家比較相差甚遠。

3、主要產品及性能

目前鉭鈮行業中的主要產品有鉭粉（電容器級冶金級）、鉭絲、碳化鉭、鉭及其合金錠、鉭及其合金加工材（鉭板、鉭帶、鉭管、鉭棒、鉭絲）、鉭靶材、氧化鉭（工業、光玻、高純）、鉭酸鋰單晶；鈮粉(電容器級、冶金級）鈮條、鈮及其合金錠、鈮及其合金加材（鈮板、鈮帶、鈮管、鈮棒、鈮絲）、氧化鈮（電器級、工業、光玻、高純）、碳化鈮、鈮酸鋰單晶、鈮及其合金超導材等。

鉭粉和鉭絲是制造鉭電容器的關鍵材料。廣泛地用于手機、計算機、數碼產品、汽車和航空航天電子等領域，全世界60%左右的鉭用于制造鉭電容器。鉭、鈮靶材用于半導體裝置和液晶顯示技術，氧化鈮、鈮粉、鈮絲用于制造陶瓷電容器和鈮電容器，鈮絲主要用于生產高強度低合金鋼、不銹鋼、耐熱鋼、間隙鋼、碳鋼、工具鋼、軌道鋼、鑄造鋼，全世界90%左右的鈮用于鋼鐵工業。將鉭或鈮添加到鎢、鉬、鎳、鈷、釩、鐵基合金中或以鉭、鈮為基添加其它金屬元素可生產超合金，超合金是航天航空發動機、陸基氣流渦輪發動機、現代武器、惡劣工業環境設施的重要結構材料。用碳化鉭、碳化鈮等硬質合金制造的刀具、鉆具等工具能經受近3000℃的高溫，其硬度可與金剛石媲美。由于鈮和鉭具有良好的超導性，在制造電線、電纜的材料中加入鈮和鉭，可以大大減少電能的損耗，從而節省電能。鉭鈮是優質耐酸和耐液態金屬腐蝕的材料，在化學工業中可用于蒸煮器、加熱器、冷卻器和各種器件器皿等。此外，鉭鈮金屬及其合金還可用作原子能反應堆包殼材料和高能物理超導裝置，同時，鉭是理想的生物適應性材料，被廣泛應用于醫學外科手術之中。

4、市場應用前景

當前鉭鈮新材料應用的相關高技術產業領域包括電子、精密陶瓷和精密玻璃工業；電聲光器件；硬質合金，宇航及電子能工業；生物醫學工程；超導工業；特種鋼等產業。

自20世紀90年代，特別是1995年以來，中國鉭鈮工業加快了和世界鉭鈮工業的融合，呈現出快速發展的態勢。

進入21世紀，中國鉭鈮工業表現出企業增多、產能增加、技術提升、產品更新、質量改進、應用擴展、環境改善等新特點，在國際鉭鈮行業的地位進一步提高，市場格局也發生了新的變化。經過60年的發展，已經實現了“從無到有、從小到大、從軍到民、從內到外和由弱到強的轉變，逐步形成了鉭鈮金屬從采礦、選礦、冶煉、加工到應用的具有自主知識產權的較完整的工業體系，冶煉、加工工藝技術不斷創新，生產裝備持續更新改造并日趨完善，產業隊伍和生產規模快速壯大和發展，中國鉭鈮工業開始進入了世界大國的行列。2008年各種產品的總產能已占世界的30%以上，短期內將很快超過50%，80%以上產品出口國外。到2008年末，具有一定規模的企業單位數量從上世紀末的16家增加到25家，從業人數達5535人，其中科技人員1845人，行業總資產達35億元，行業年銷售收入33億元，產品門類達40個系列200多個品種，年生產能力折金屬鉭近1000噸、金屬鈮500噸，氟鉭酸鉀5400噸、氧化鈮3100噸、氧化鉭1000噸、鉭絲180噸。由工業化初期11個品種20余種規格，發展到品種齊全、種類繁多(幾乎覆蓋了鉭鈮金屬的全部類別品種)40余個系列200余個品種規格，產品的質量和檔次大幅提高。2008年，中國鉭金屬產量超過600噸，占世界總產量1835噸的30%以上；鈮折合金屬產量1000噸。

2008年下半年以來，受全球金融危機影響，世界電子行業出現蕭條，鋼鐵企業大幅減產，對我國鉭鈮工業產生較大影響，這種影響一直持續到2009年，產量和出口下降，價格與2008年年底的最低水平基本持平，效益下滑，多數企業處于虧損狀態。面對嚴峻的全球經濟形勢，我國鉭鈮行業以市場為導向，堅持技術創新，仍然保持了迅速的發展勢頭，總量不斷提高，高端產品在國際上占有近60%的份額，在全球鉭鈮行業具有極其重要的地位。

5、行業前景

隨著各應用領域的進一步拓展，隨著國家對民族鉭鈮工業的高度關注和落實科學發展觀的要求，中國鉭鈮工業一定能站在促進整體進步發展的高度，主動應對發展進程中的矛盾和問題。隨著世界電子、冶金、航天、航空等高新技術的發展，國際市場對鉭粉、鉭絲等稀有金屬冶煉與加工新材料、鉭鈮晶體材料以及鈮合金的需求量日益增加。目前國外鉭鈮金屬冶煉廠、加工行業都在推行全球經濟一體化和綜合化，積極開拓市場，提高市場占有率。實施鉭、鈮主要產品的技術開發，將大大提高我國鉭、鈮系列產品的技術水平和國際競爭能力，確立我國民族產業在鉭、鈮領域的國際競爭中三份天下有其一的局面。