Atom nummer	41
CAS nummer	7440-03-1
Atommasse	92,91
Smeltepunkt	2 468 °C
Kogepunkt	4 900 °C
Atomvolumen	0,0180 nm3
Densitet ved 20 °C	8,55 g/cm³
Krystal struktur	kropscentreret kubisk
Gitter konstant	0,3294 [nm]
Overflod i jordskorpen	20,0 [g/t]
Lydens hastighed	3480 m/s (ved rt) (tynd stang)
Varmeudvidelse	7,3 µm/(m·K) (ved 25 °C)
Varmeledningsevne	53,7 W/(m·K)
Elektrisk resistivitet	152 nΩ·m (ved 20 °C)
Mohs hårdhed	6,0
Vickers hårdhed	870-1320Mpa
Brinell hårdhed	1735-2450Mpa

Niobium, tidligere kendt som columbium, er et kemisk grundstof med symbol Nb (tidligere Cb) og atomnummer 41. Det er et blødt, gråt, krystallinsk, duktilt overgangsmetal, der ofte findes i mineralerne pyrochlor og columbit, deraf det tidligere navn " columbium".Dens navn kommer fra græsk mytologi, specifikt Niobe, som var datter af Tantalus, tantals navnebror.Navnet afspejler den store lighed mellem de to grundstoffer i deres fysiske og kemiske egenskaber, hvilket gør dem svære at skelne.

Den engelske kemiker Charles Hatchett rapporterede om et nyt grundstof svarende til tantal i 1801 og kaldte det columbium.I 1809 konkluderede den engelske kemiker William Hyde Wollaston fejlagtigt, at tantal og columbium var identiske.Den tyske kemiker Heinrich Rose fastslog i 1846, at tantalmalm indeholder et andet grundstof, som han kaldte niobium.I 1864 og 1865 afklarede en række videnskabelige resultater, at niob og columbium var det samme grundstof (til forskel fra tantal), og i et århundrede blev begge navne brugt i flæng.Niobium blev officielt vedtaget som navnet på grundstoffet i 1949, men navnet columbium er stadig i brug i metallurgien i USA.

Det var først i begyndelsen af ​​det 20. århundrede, at niobium først blev brugt kommercielt.Brasilien er den førende producent af niob og ferroniob, en legering af 60-70% niob med jern.Niob bruges mest i legeringer, den største del i specialstål som det, der bruges i gasrørledninger.Selvom disse legeringer maksimalt indeholder 0,1%, øger den lille procentdel af niob stålets styrke.Temperaturstabiliteten af ​​niobiumholdige superlegeringer er vigtig for dens anvendelse i jet- og raketmotorer.

Niobium bruges i forskellige superledende materialer.Disse superledende legeringer, der også indeholder titanium og tin, er meget udbredt i de superledende magneter i MRI-scannere.Andre anvendelser af niobium omfatter svejsning, nuklear industri, elektronik, optik, numismatik og smykker.I de sidste to anvendelser er den lave toksicitet og iriscens frembragt ved anodisering meget ønskede egenskaber.Niobium betragtes som et teknologikritisk grundstof.

Fysiske egenskaber

Niobium er et skinnende, gråt, duktilt, paramagnetisk metal i gruppe 5 i det periodiske system (se tabel), med en elektronkonfiguration i de yderste skaller, der er atypisk for gruppe 5. (Dette kan observeres i nærheden af ​​ruthenium (44), rhodium (45) og palladium (46).

Selvom det menes at have en kropscentreret kubisk krystalstruktur fra absolut nul til dets smeltepunkt, afslører højopløsningsmålinger af den termiske udvidelse langs de tre krystallografiske akser anisotropier, som er uforenelige med en kubisk struktur.[28]Derfor forventes yderligere forskning og opdagelse på dette område.

Niobium bliver en superleder ved kryogene temperaturer.Ved atmosfærisk tryk har det den højeste kritiske temperatur af de elementære superledere ved 9,2 K. Niobium har den største magnetiske indtrængningsdybde af ethvert grundstof.Derudover er det en af ​​de tre elementære Type II superledere sammen med vanadium og technetium.De superledende egenskaber er stærkt afhængige af niobmetallets renhed.

Når den er meget ren, er den forholdsvis blød og duktil, men urenheder gør den sværere.

Metallet har et lavt indfangningstværsnit for termiske neutroner;det bruges således i de nukleare industrier, hvor neutrongennemsigtige strukturer ønskes.

Kemiske egenskaber

Metallet får et blåligt skær, når det udsættes for luft ved stuetemperatur i længere perioder.På trods af et højt smeltepunkt i elementær form (2.468 °C) har det en lavere densitet end andre ildfaste metaller.Desuden er det korrosionsbestandigt, udviser superledningsegenskaber og danner dielektriske oxidlag.

Niobium er lidt mindre elektropositivt og mere kompakt end sin forgænger i det periodiske system, zirconium, hvorimod det er stort set identisk i størrelse med de tungere tantalatomer som følge af lanthanidkontraktionen.Som et resultat er niobiums kemiske egenskaber meget lig dem for tantal, som optræder direkte under niobium i det periodiske system.Selvom dens korrosionsbestandighed ikke er så fremragende som tantals, gør den lavere pris og større tilgængelighed niob attraktiv til mindre krævende anvendelser, såsom karbeklædninger i kemiske fabrikker.