خواص نیوبیوم

نیوبیوم، که قبلا به عنوان کلومبیوم شناخته شده است، یک عنصر شیمیایی با نماد آن Nb (که قبلا CB) و عدد اتمی 41. این است که نرم، خاکستری، بلوری، انتقال انعطاف پذیر فلزی، اغلب در مواد معدنی موجود پروکلر و کلمبیت، از این رو نام سابق " کلومبیوم ". نام آن برگرفته از اساطیر یونانی، به طور خاص نایوبی، که دختر تانتالوس، همنام تانتالم بود. این نام شباهت زیادی میان این دو عنصر را در خواص فیزیکی و شیمیایی آنها، آنها را به سختی تشخیص.

زبان انگلیسی شیمیدان چارلز Hatchett گزارش یک عنصر جدید مشابه تانتالیوم در 1801 و نام آن را کلومبیوم. در سال 1809، شیمیدان انگلیسی به نام ویلیام هید ولاستون اشتباه این نتیجه رسیدند که تانتالم و کلومبیوم یکسان بود. شیمیدان آلمانی هاینریش رز تعیین شده در 1846 که کانیهای تانتالم شامل یک عنصر دوم، که او به نام نیوبیوم. در سال 1864 و 1865، یک سری از یافته های علمی روشن است که نیوبیم و کلومبیوم همان عنصر بود (به عنوان از تانتالیوم متمایز) و برای یک قرن هر دو نام به جای یکدیگر مورد استفاده قرار گرفت. نیوبیوم رسما به عنوان نام این عنصر در سال 1949 به تصویب رسید، اما نام کلومبیوم در حال حاضر مورد استفاده در متالورژی در ایالات متحده باقی مانده است.

این بود تا اوایل قرن 20 که نیوبیوم اولین تجاری مورد استفاده قرار گرفت است. برزیل بزرگترین تولید کننده این نیوبیم و فرنبم، آلیاژ 60-70٪ نیوبیوم با آهن است. نیوبیم بیشتر برای ساخت آلیاژ بزرگترین بخش در فولاد خاص مانند استفاده می شود که در خطوط لوله گاز استفاده می شود. اگر چه این آلیاژهای حاوی حداکثر 0.1 درصد، درصد کمی از نیوبیوم افزایش قدرت از فولاد است. ثبات درجه حرارت ابر آلیاژها نیوبیوم حاوی برای استفاده از آن در موتورهای جت و موشک مهم است.

نیوبیم در مواد مختلف ابررسانا استفاده می شود. این آلیاژها ابررسانا، همچنین حاوی تیتانیوم و قلع، به طور گسترده ای در آهنرباهای ابر رسانا از اسکنرهای MRI استفاده می شود. برنامه های کاربردی دیگر از نیوبیم شامل جوشکاری، صنایع هسته ای، الکترونیک، اپتیک، سکه شناسی، و جواهرات. در دو برنامه گذشته، سمیت کم و رنگین کمان تولید شده توسط anodization بسیار خواص مورد نظر. نیوبیم یک عنصر تکنولوژی حساس در نظر گرفته.

خصوصیات فیزیکی

نیوبیوم براق، خاکستری، داکتیل، فلز پارامغناطیس در گروه 5 از جدول تناوبی (جدول) است، با یک ساختار الکترونی در پوسته بیرونی ترین غیر معمولی برای گروه 5. (این را می توان در محله روتنیم مشاهده (44)، رودیوم (45)، و پالادیوم (46).

اگر چه تصور می شود که ساختار بلوری مکعبی body-centered از صفر مطلق تا نقطه ذوب آن، اندازه گیری با وضوح بالا از انبساط حرارتی در امتداد سه محور بلورشناسی آشکار ناهمسانگردی که در تضاد با ساختار مکعب است. [28] بنابراین، تحقیقات بیشتر و کشف در این زمینه انتظار می رود.

نیوبیوم یک ابررسانا در دماهای بسیار پایین تبدیل می شود. در فشار جو، آن را تا بالاترین دمای بحرانی ابررساناهای عنصری در 9.2 K. نیوبیوم دارای بیشترین عمق نفوذ مغناطیسی از هر عنصر. علاوه بر این، یکی از سه عنصری نوع II ابررساناها است، همراه با وانادیوم و تکنتیوم. خواص ابررسانا به شدت وابسته به خلوص فلز نیوبیم هستند.

هنگامی که بسیار خالص، آن است که نسبتا نرم و انعطاف پذیر، اما ناخالصی آن را سخت تر.

این فلز ضبط پایین مقطع برای نوترونهای حرارتی؛ نتیجه آن است که در صنایع هسته ای که در آن ساختار شفاف نوترون مورد نظر استفاده می شود.

ویژگی های شیمیایی

این فلز را در یک اثر خفیفی از رنگ مایل به آبی به هوا در دمای اتاق برای مدت طولانی در معرض. با وجود نقطه ذوب بالا در حالت عنصری (2468 درجه سانتیگراد)، آن را تا چگالی کمتر از دیگر فلزات مقاوم به درمان. علاوه بر این، مقاوم در برابر خوردگی است، خواص ابررسانایی، و اشکال لایه اکسید دی الکتریک.

نیوبیوم کمی کمتر الکترون و جمع و جور تر از سلف خود در جدول تناوبی، زیرکونیوم است، در حالی که آن است که تقریبا در اندازه به اتم تانتالم سنگین تر یکسان، به عنوان یک نتیجه انقباض لانتانیدها میباشد. در نتیجه، خصوصیات شیمیایی نوبیوم بسیار شبیه به کسانی که برای تانتالم، که به نظر می رسد به طور مستقیم زیر نوبیوم در جدول تناوبی است. اگر چه مقاومت در برابر خوردگی است که به عنوان برجسته است که از تانتالم نیست، قیمت پایین تر و در دسترس بودن بیشتر را نیوبیوم جذاب برای برنامه های کاربردی کمتر خواهان، مانند واشر مالیات بر ارزش افزوده در تولید مواد شیمیایی.