Nb₃M（M=Al、Si、Ge、In）是重要的金属超导材料，目前在工业上得以使用的超导材料也只有Nb基合金以及金属间化合物。相对其他超导材料来说，Nb-Ti、Nb₃M（M=Al、Sn、Ge、Si）的临界温度T_c、临界磁场强度H_c、临界电流密度J_c均比较高。此外Nb₃M金属间化合物也是重要的超高温材料，如Nb₃Al的熔点为1960℃，密度与钨钼基材料相比较小，可以在需要耐热1800℃以上的航空、宇宙飞行器的构造材料中得到使用，可望成为21世纪的新型高温结构材料，已受到极大关注。然而，Nb₃M具有A15型复杂晶体构造，虽然具有优越的高温强度，但约1000℃以下脆性大，难以机械加工，难以做成线状材料，或难以加工成所需要的形状，从而极大地限制了它的应用。

近些年来，先进推进技术的发展迫切需要能在1100℃以上高温和复杂负荷条件下保持刚度和强度的质轻耐久的发动机热端关键部件用材料。这些材料不仅在高温度、高强度、抗蠕变性能、环境的稳定性以及室温韧性等方面都有更加苛刻的要求，而且它们的可加工性、密度、成本和材料的可供性等方面也都成为至关重要的条件。由于金属铌所具有的优良综合性能，铌基合金材料受到研究者的重视并被寄予厚望^[30，31]。

目前Nb₃M产品是通过粉体加工的性质制备的，制备优质的Nb₃M的粉体成为了一个重要的课题。如为了解决制备超导线，人们发展了多种铌基合金和金属间化合物线状材料的制备方法，如青铜法、铌管法、包卷法等。这些方法的普遍问题是工艺流程太长和较复杂，均匀性不好，影响导电性，重要的原因是难以获得颗粒小、氧化少、成分均匀的Nb合金或金属间化合物粉体。目前制备Nb₃M粉体的方法有机械合金化法、固相反应法、喷雾法等，然后成分的可控性、相的单一性、颗粒尺寸的均匀性、成本等方面都难以满足使用的需求。如日本三菱公司利用喷雾法制备Nb₃Al，需要将原料加热到2000℃以上，能量消耗大，同时喷雾的产率不高，相不纯。

因为Nb是一个吸氢元素，Nb₃M可以吸收大量的氢气，同时可以出现HD现象，这为Nb₃M粉体的制备提供了一个途径：Nb+Al→电弧溶解→Nb₃Al→吸氢反应→Nb₃AlHx粉体→脱氢反应→Nb₃Al粉体^[32-35]。

通过HD法所获得的粉体是Nb₃Al氢化物粉体，图17-41给出了此粉体在加热过程中的脱氢行为，在375K有一个小的脱氢峰，在828K有一个大的脱氢峰，在828K以上真空加热可以使其完全脱氢，变成Nb₃Al粉体。图17-42分别是利用HD法和喷雾法制备的Nb₃Al粉体，利用HD法可以获得颗粒更小的Nb₃Al粉体。Nb-Al合金的成分不同，HD粉化行为也发生变化。图17-43是不同成分Nb-Al合金在电弧溶解之后通入氢气后的反应结果，HD现象明显地在70at%～75at%Nb之间，70at%Nb的Nb-Al合金的HD现象比75at%Nb的更显著。

图17-41 Nb₃Al氢化物的加热DSC曲线

除了Nb-Al金属外，Nb-Si、Nb-Ga、Nb-Sn、Nb-Ge也展现出同样的HD现象。表17-3给出了Nb₇₅M₂₅的HD行为，通过HD现象可以获得粒度在29～60μm的粉体^[35]。(www.daowen.com)

图17-42 HD法和喷雾法制备的Nb₃Al粉体的粒径分布

图17-43 不同成分的Nb₃Al的HD结果

表17-3 Nb₇₅M₂₅（M=Al、Si、Ga、Ge、Sn）的HD特性