钒(vanadium)

元素符号V，原子序数23，晶体结构体心立方，属元素周期表中VB族，熔点为1900℃±25℃。钒是-种难熔金属材料。是制造钒合金的原料。

简史钒于1801年由西班牙矿物教授里奥(A.M.delRio)发现，他从墨西哥锡马潘(Zimapan)铅矿中得到-种新元素，其盐加热时呈红色，于是命名为赤元素(erythronium)。1830年瑞典化学家塞弗斯托姆(NG.Sefstrc；n)从塔贝里(Taberg)矿中炼铁时分离出-个新元素即以希腊美丽女神的名字凡娜迪斯(Vanadisj命名为vanadium。后来，德国化学家沃勒(F.w(5hler)证明钒与erythronium是同-元素。

性能纯钒是银灰色可锻金属，含过量氧、氮、碳和氢后变硬变脆，在金属钒中加入适量选定元素可提高它的强度及韧性。钒在4℃时呈超导性，它是不良导体，电导率仅为铜的1／10，热导率与铁相似。钒的中子俘获截面低，可用于核能技术中。(1)物理性质。钒的主要物理性质示于表。钒的主要物理性能

(2)化学性质。钒在室温下对氧、氮和氢呈稳定态，在空气中加热时则被氧化成棕黑色三氧化二钒(V₂O₄)、黑色四氧化二钒(V₂O₄或桔红色五氧化二钒(V₂O₅)。在较低温度(180℃)下，钒与氯作用生成四氯化钒(Vcl₄)。在高温下，与碳氮生成碳化钒及氮化钒。钒耐盐酸、稀硫酸、碱溶液和海水腐蚀，但不耐硝酸、氢氟酸或浓硫酸腐蚀。

(3)力学性能。金属钒的室温抗拉强度约为470MPa，屈服强度约439MPa，伸长率27％，弹性模量147GPa，泊松比(μ)0.35。

(4)辐照性能。金属钒中子俘获截面较低，快中子俘获截面仅为0.035×10^-29，适用于快中子反应堆中作结构材料。同时，在高能中子辐照下钒具有优异的低诱发放射化特性。

制备方法金属纯钒易于加工成形，但由于钒在熔化时可吸收和溶解相当量的氧氮而变脆，所以钒需在真空炉(自耗、非自耗电弧炉或电子轰击炉)内熔铸成锭。钒锭在800～H50℃进行热加工，但需采用保护气氛或包套方法。高纯钒冷态下可加工成箔片、细丝。其加工硬化率低，变形量达85％，而不需中间退火，再结晶退火温度为800～900℃。’用途钒最主要的用途是作为金属材料中的合金元素添加剂。加钒的钢不会出现脆化危险，碳钢中钒的添加量达0.2％时，可明显提高强度。含钒钢大量用于钒fan耐蚀管道、石油近海平台、桥梁建筑、汽车大梁、曲轴、转向节和操纵杆。世界上约10％的钒用于制备钛钒合金用作发动机和机架部件，如最常用的Ti-6Al-4V合金。此外，由于钒的低中子俘获截面、高的抗高温蠕变强度及良好的耐液体金属腐蚀特性，其合金已被用于核聚变堆中作结构材料。钒的氧化物(V₂O₅)广泛用作有机和无机氧化反应的催化剂，制作吸收紫外线和热射线的玻璃、着色剂。钒的氧化物和偏钒酸盐用于生产印刷油墨和黑色染体。必须指出，钒的氧化物对呼吸道、眼结膜、消化道和皮肤均有毒性，空气中允许含量不能超过0.05mg／m³。