Rendszám	41
CAS-szám	7440-03-1
Atomtömeg	92,91
Olvadáspont	2468 °C
Forráspont	4 900 °C
Atomtérfogat	0,0180 nm3
Sűrűség 20 °C-on	8,55 g/cm³
Kristályszerkezet	testközpontú köbös
Rácsállandó	0,3294 [nm]
Bőség a földkéregben	20,0 [g/t]
Hangsebesség	3480 m/s (szobahőmérsékleten) (vékony rúd)
Hőtágulás	7,3 µm/(m·K) (25 °C-on)
Hővezető képesség	53,7 W/(m·K)
Elektromos ellenállás	152 nΩ·m (20 °C-on)
Mohs-keménység	6.0
Vickers-keménység	870-1320 MPa
Brinell-keménység	1735-2450 MPa

A nióbium, korábbi nevén kolumbium, egy Nb (korábban Cb) jelölésű kémiai elem, rendszáma 41. Lágy, szürke, kristályos, képlékeny átmeneti fém, amely gyakran megtalálható a piroklór és a kolumbit ásványokban, innen ered a korábbi „kolumbium” elnevezés. A neve a görög mitológiából származik, konkrétan Niobéról, aki Tantalosz, a tantál névadójának lánya volt. A név a két elem fizikai és kémiai tulajdonságainak nagy hasonlóságát tükrözi, ami megnehezíti a megkülönböztetésüket.

Charles Hatchett angol vegyész 1801-ben számolt be egy új, a tantálhoz hasonló elemről, és kolumbiumnak nevezte el. 1809-ben William Hyde Wollaston angol vegyész tévesen arra a következtetésre jutott, hogy a tantál és a kolumbium azonos. A német vegyész, Heinrich Rose 1846-ban megállapította, hogy a tantálércek egy második elemet is tartalmaznak, amelyet nióbiumnak nevezett el. 1864-ben és 1865-ben egy sor tudományos felfedezés tisztázta, hogy a nióbium és a kolumbium ugyanaz az elem (megkülönböztetve a tantáltól), és egy évszázadon át felcserélhetően használták a két nevet. A nióbiumot hivatalosan 1949-ben fogadták el az elem nevének, de a kolumbium név továbbra is használatos az Egyesült Államok kohászatában.

A nióbiumot csak a 20. század elején kezdték el kereskedelmi forgalomban használni. Brazília a nióbium és a ferronióbium, egy 60–70%-ban nióbiumot vassal tartalmazó ötvözet vezető termelője. A nióbiumot többnyire ötvözetekben használják, legnagyobb részben speciális acélokban, például gázvezetékekben használt acélokban. Bár ezek az ötvözetek legfeljebb 0,1%-ot tartalmaznak, a kis százalékban jelenlévő nióbium növeli az acél szilárdságát. A nióbiumot tartalmazó szuperötvözetek hőmérsékleti stabilitása fontos a sugárhajtású és rakétahajtóművekben való felhasználásuk szempontjából.

A nióbiumot különféle szupravezető anyagokban használják. Ezeket a titánt és ónt is tartalmazó szupravezető ötvözeteket széles körben használják MRI-szkennerek szupravezető mágneseiben. A nióbium egyéb alkalmazásai közé tartozik a hegesztés, a nukleáris ipar, az elektronika, az optika, a numizmatika és az ékszeripar. Az utóbbi két alkalmazásban az eloxálás által előidézett alacsony toxicitás és irizáló hatás rendkívül kívánatos tulajdonságok. A nióbiumot technológiailag kritikus elemnek tekintik.

Fizikai jellemzők

A nióbium egy fényes, szürke, képlékeny, paramágneses fém a periódusos rendszer 5. csoportjába (lásd a táblázatot), amelynek legkülső héjain az 5. csoportra nem jellemző elektronkonfiguráció található. (Ez megfigyelhető a ruténium (44), a ródium (45) és a palládium (46) szomszédságában.)

Bár úgy gondolják, hogy az abszolút nulla foktól az olvadáspontjáig testközpontú köbös kristályszerkezettel rendelkezik, a három kristálytani tengely mentén végzett hőtágulás nagy felbontású mérései olyan anizotrópiákat mutatnak, amelyek nem egyeznek a köbös szerkezettel.[28] Ezért további kutatások és felfedezések várhatók ezen a területen.

A nióbium kriogén hőmérsékleten válik szupravezetővé. Légköri nyomáson a legmagasabb kritikus hőmérséklettel rendelkezik az elemi szupravezetők közül, 9,2 K-en. A nióbium rendelkezik a legnagyobb mágneses behatolási mélységgel az összes elem közül. Ezenkívül a vanádiummal és a technéciummal együtt a három elemi II. típusú szupravezető egyike. A szupravezető tulajdonságok erősen függenek a nióbiumfém tisztaságától.

Amikor nagyon tiszta, viszonylag puha és képlékeny, de a szennyeződések keményebbé teszik.

A fém alacsony befogási keresztmetszettel rendelkezik a termikus neutronok számára; ezért az atomiparban használják, ahol neutron-áteresztő szerkezetekre van szükség.

Kémiai jellemzők

A fém kékes árnyalatot vesz fel, ha hosszabb ideig szobahőmérsékleten levegőn érintkezik. Annak ellenére, hogy elemi formájában magas olvadásponttal rendelkezik (2468 °C), alacsonyabb sűrűségű, mint más tűzálló fémek. Továbbá korrózióálló, szupravezető tulajdonságokkal rendelkezik, és dielektromos oxidrétegeket képez.

A nióbium valamivel kevésbé elektropozitív és kompaktabb, mint a periódusos rendszerben szereplő elődje, a cirkónium, míg a lantanida-összehúzódás eredményeként gyakorlatilag megegyezik a nehezebb tantálatomok méretével. Ennek eredményeként a nióbium kémiai tulajdonságai nagyon hasonlóak a tantáléhoz, amely a periódusos rendszerben közvetlenül a nióbium alatt szerepel. Bár korrózióállósága nem olyan kiemelkedő, mint a tantálé, az alacsonyabb ár és a nagyobb elérhetőség vonzóvá teszi a nióbiumot a kevésbé igényes alkalmazásokhoz, például vegyi üzemek tartálybéléseihez.