نیوبیم

خواص نیوبیوم

عدد اتمی 41
شماره CAS 7440-03-1
جرم اتمی 92.91
نقطه ذوب 2 468 درجه سانتی گراد
نقطه جوش 4 900 درجه سانتیگراد
حجم اتمی 0.0180 نانومتر3
چگالی در 20 درجه سانتی گراد 8.55 گرم بر سانتی متر مکعب
ساختار کریستالی مکعب بدنه محور
ثابت شبکه 0.3294 [nm]
فراوانی در پوسته زمین 20.0 [g/t]
سرعت صوت 3480 متر بر ثانیه (در rt) (میله نازک)
انبساط حرارتی 7.3 میکرومتر/(m·K) (در دمای 25 درجه سانتیگراد)
رسانایی گرمایی 53.7W/(m·K)
مقاومت الکتریکی 152 nΩ·m (در 20 درجه سانتیگراد)
سختی Mohs 6.0
سختی ویکرز 870-1320 مگاپاسکال
سختی برینل 1735-2450 مگاپاسکال

نیوبیم، که قبلاً به عنوان کلمبیوم شناخته می شد، یک عنصر شیمیایی با نماد Nb (سابق Cb) و عدد اتمی 41 است. این یک فلز انتقالی نرم، خاکستری، کریستالی و انعطاف پذیر است که اغلب در کانی های پیروکلر و کلمبیت یافت می شود، از این رو نام قبلی " کلمبیوم".نام آن از اساطیر یونانی، به ویژه نیوبه، که دختر تانتالوس، همنام تانتالوم بود، گرفته شده است.این نام نشان دهنده شباهت زیاد بین این دو عنصر در خواص فیزیکی و شیمیایی آنهاست که تشخیص آنها را دشوار می کند.

چارلز هچت شیمیدان انگلیسی در سال 1801 عنصر جدیدی شبیه به تانتالم را گزارش کرد و آن را کلمبیوم نامید.در سال 1809، شیمیدان انگلیسی ویلیام هاید ولاستون به اشتباه به این نتیجه رسید که تانتالم و کلمبیوم یکسان هستند.شیمیدان آلمانی هاینریش رز در سال 1846 تعیین کرد که سنگ معدن تانتالیوم حاوی عنصر دوم است که او آن را نیوبیم نامید.در سال‌های 1864 و 1865، مجموعه‌ای از یافته‌های علمی روشن کردند که نیوبیوم و کلمبیوم یک عنصر هستند (که از تانتالیوم متمایز می‌شود) و برای یک قرن هر دو نام به جای یکدیگر استفاده می‌شدند.نیوبیوم به طور رسمی به عنوان نام عنصر در سال 1949 پذیرفته شد، اما نام کلمبیوم در حال حاضر در متالورژی در ایالات متحده استفاده می شود.

نیوبیم

تا اوایل قرن بیستم نیوبیم برای اولین بار به صورت تجاری مورد استفاده قرار گرفت.برزیل بزرگترین تولید کننده نیوبیم و فرونیوبیم است که آلیاژی از 60 تا 70 درصد نیوبیم با آهن است.نیوبیم بیشتر در آلیاژها استفاده می شود و بیشترین قسمت آن در فولادهای خاص مانند فولاد مورد استفاده در خطوط لوله گاز است.اگرچه این آلیاژها حاوی حداکثر 0.1 درصد هستند، درصد کمی از نیوبیم استحکام فولاد را افزایش می دهد.پایداری دمایی سوپرآلیاژهای حاوی نیوبیم برای استفاده از آن در موتورهای جت و موشک مهم است.

نیوبیم در مواد ابررسانای مختلف استفاده می شود.این آلیاژهای ابررسانا، همچنین حاوی تیتانیوم و قلع هستند، به طور گسترده در آهنرباهای ابررسانا اسکنرهای MRI استفاده می شوند.از دیگر کاربردهای نیوبیم می توان به جوشکاری، صنایع هسته ای، الکترونیک، اپتیک، سکه شناسی و جواهرات اشاره کرد.در دو کاربرد اخیر، سمیت کم و رنگین کمانی تولید شده توسط آنودایز کردن، خواص بسیار مطلوبی هستند.نیوبیم یک عنصر حیاتی فناوری در نظر گرفته می شود.

خصوصیات فیزیکی

نیوبیم یک فلز براق، خاکستری، انعطاف پذیر و پارامغناطیس در گروه 5 جدول تناوبی است (جدول تناوبی را ببینید)، با پیکربندی الکترونی در بیرونی ترین پوسته غیر معمول برای گروه 5. (این را می توان در همسایگی روتنیم مشاهده کرد (44). رودیوم (45) و پالادیوم (46).

اگرچه تصور می‌شود که ساختار بلوری مکعبی بدنه از صفر مطلق تا نقطه ذوب آن داشته باشد، اما اندازه‌گیری‌های با وضوح بالا انبساط حرارتی در امتداد سه محور کریستالوگرافی، ناهمسانگردی‌هایی را نشان می‌دهند که با ساختار مکعبی ناسازگار هستند.[28]بنابراین، تحقیقات و کشفیات بیشتر در این زمینه انتظار می رود.

نیوبیم در دماهای برودتی به یک ابررسانا تبدیل می شود.در فشار اتمسفر، بالاترین دمای بحرانی ابررسانای عنصری را در 9.2 کلوین دارد. نیوبیم بیشترین عمق نفوذ مغناطیسی را در بین هر عنصر دارد.علاوه بر این، این یکی از سه ابررسانای عنصری نوع II به همراه وانادیوم و تکنسیم است.خواص ابررسانایی به شدت به خلوص فلز نیوبیم بستگی دارد.

هنگامی که بسیار خالص است، نسبتاً نرم و انعطاف پذیر است، اما ناخالصی ها آن را سخت تر می کنند.

این فلز دارای سطح مقطع جذب کم برای نوترون های حرارتی است.بنابراین در صنایع هسته ای که ساختارهای شفاف نوترونی مورد نظر هستند استفاده می شود.

ویژگی های شیمیایی

این فلز زمانی که برای مدت طولانی در معرض هوا در دمای اتاق قرار می گیرد، رنگ آبی به خود می گیرد.با وجود نقطه ذوب بالا در شکل عنصری (2468 درجه سانتیگراد)، چگالی کمتری نسبت به سایر فلزات نسوز دارد.علاوه بر این، در برابر خوردگی مقاوم است، خواص ابررسانایی را نشان می دهد و لایه های اکسید دی الکتریک را تشکیل می دهد.

نیوبیم نسبت به سلف خود در جدول تناوبی، زیرکونیوم، کمی الکترومثبت کمتر و فشرده‌تر است، در حالی که در نتیجه انقباض لانتانید، تقریباً از نظر اندازه با اتم‌های سنگین‌تر تانتالم یکسان است.در نتیجه، خواص شیمیایی نیوبیم بسیار شبیه به خواص تانتالیوم است که در جدول تناوبی مستقیماً زیر نیوبیم ظاهر می شود.اگرچه مقاومت به خوردگی آن به اندازه تانتالیوم برجسته نیست، قیمت پایین تر و در دسترس بودن بیشتر، نیوبیم را برای کاربردهای کم تقاضا، مانند پوشش های vat در کارخانه های شیمیایی، جذاب می کند.

محصولات داغ نیوبیوم

پیام خود را اینجا بنویسید و برای ما ارسال کنید