Niobis

Niobio savybės

Atomo numeris 41
CAS numeris 7440-03-1
Atominė masė 92,91
Lydymosi temperatūra 2 468 °C
Virimo temperatūra 4 900 °C
Atominis tūris 0,0180 nm3
Tankis esant 20 °C 8,55 g/cm³
Kristalinė struktūra kūno centre esantis kubinis
Gardelės konstanta 0,3294 [nm]
Gausa Žemės plutoje 20,0 [g/t]
Garso greitis 3480 m/s (esant kambario temperatūrai) (plonas strypas)
Šiluminis plėtimasis 7,3 µm/(m·K) (esant 25 °C)
Šilumos laidumas 53,7 W/(m·K)
Elektrinė varža 152 nΩ·m (esant 20 °C)
Moso kietumas 6.0
Vikerso kietumas 870–1320 MPa
Brinelio kietumas 1735–2450 MPa

Niobis, anksčiau žinomas kaip kolumbis, yra cheminis elementas, kurio simbolis Nb (anksčiau Cb) ir atominis skaičius 41. Tai minkštas, pilkas, kristalinis, kalingas pereinamasis metalas, dažnai randamas mineraluose pirochlore ir kolumbitu, todėl ankstesnis pavadinimas yra „kolumbis“. Jo pavadinimas kilęs iš graikų mitologijos, tiksliau, Niobės, kuri buvo Tantalo, tantalo bendravardžio, duktė. Pavadinimas atspindi didelį dviejų elementų panašumą jų fizinėmis ir cheminėmis savybėmis, todėl juos sunku atskirti.

Anglų chemikas Charlesas Hatchettas 1801 m. pranešė apie naują elementą, panašų į tantalą, ir pavadino jį kolumbiu. 1809 m. anglų chemikas Williamas Hyde'as Wollastonas klaidingai padarė išvadą, kad tantalas ir kolumbis yra identiški. Vokiečių chemikas Heinrichas Rose'as 1846 m. ​​nustatė, kad tantalo rūdose yra antras elementas, kurį jis pavadino niobiu. 1864 ir 1865 m. atlikta mokslinių tyrimų išvada, kad niobis ir kolumbis yra tas pats elementas (skirtumas nuo tantalo), ir visą šimtmetį abu pavadinimai buvo vartojami pakaitomis. Niobis oficialiai buvo priimtas kaip elemento pavadinimas 1949 m., tačiau kolumbio pavadinimas tebėra vartojamas metalurgijoje Jungtinėse Valstijose.

Niobis

Tik XX amžiaus pradžioje niobis pirmą kartą buvo panaudotas komerciniais tikslais. Brazilija yra pagrindinė niobio ir feroniobio, 60–70 % niobio ir geležies lydinio, gamintoja. Niobis daugiausia naudojamas lydiniuose, didžiausia jo dalis – specialiame pliene, pavyzdžiui, naudojamame dujotiekiuose. Nors šiuose lydiniuose yra ne daugiau kaip 0,1 % niobio, nedidelis niobio procentas padidina plieno stiprumą. Niobio turinčių superlydinių temperatūros stabilumas yra svarbus juos naudojant reaktyviniuose ir raketiniuose varikliuose.

Niobis naudojamas įvairiose superlaidžiose medžiagose. Šie superlaidūs lydiniai, kurių sudėtyje taip pat yra titano ir alavo, plačiai naudojami MRT skaitytuvų superlaidžiuose magnetuose. Kiti niobio panaudojimo būdai: suvirinimas, branduolinė pramonė, elektronika, optika, numizmatika ir juvelyrika. Pastaruosiuose dviejuose panaudojimo būduose labai pageidaujamos savybės yra mažas toksiškumas ir vaivorykštė, gaunama anoduojant. Niobis laikomas technologiškai itin svarbiu elementu.

Fizinės savybės

Niobis yra blizgus, pilkas, kalingas, paramagnetinis metalas, priklausantis 5 periodinės lentelės grupei (žr. lentelę), kurio išorinių sluoksnių elektronų konfigūracija yra netipiška 5 grupei. (Tai galima pastebėti rutenio (44), rodžio (45) ir paladžio (46) aplinkoje.)

Nors manoma, kad nuo absoliutaus nulio iki lydymosi temperatūros jis turi kūno centre esančią kubinę kristalinę struktūrą, didelės skiriamosios gebos šiluminio plėtimosi išilgai trijų kristalografinių ašių matavimai atskleidžia anizotropijas, kurios neatitinka kubinės struktūros.[28] Todėl tikimasi tolesnių tyrimų ir atradimų šioje srityje.

Kriogeninėje temperatūroje niobis tampa superlaidininku. Atmosferos slėgyje jo kritinė temperatūra yra aukščiausia iš elementinių superlaidininkų – 9,2 K. Niobis turi didžiausią magnetinio įsiskverbimo gylį iš visų elementų. Be to, jis yra vienas iš trijų elementinių II tipo superlaidininkų kartu su vanadžiu ir techneciu. Superlaidumo savybės labai priklauso nuo niobio metalo grynumo.

Kai labai grynas, jis yra palyginti minkštas ir kalus, tačiau priemaišos jį kietina.

Metalas turi mažą šiluminių neutronų gaudymo skerspjūvį; todėl jis naudojamas branduolinėje pramonėje, kur pageidaujamos neutronams skaidrios struktūros.

Cheminės savybės

Metalas įgauna melsvą atspalvį, kai ilgą laiką yra veikiamas oro kambario temperatūroje. Nepaisant aukštos lydymosi temperatūros elemento pavidalu (2468 °C), jo tankis yra mažesnis nei kitų ugniai atsparių metalų. Be to, jis yra atsparus korozijai, pasižymi superlaidumu ir sudaro dielektrinius oksido sluoksnius.

Niobis yra šiek tiek mažiau elektropozityvus ir kompaktiškesnis nei jo pirmtakas periodinėje lentelėje – cirkonis, o dėl lantanoidų susitraukimo jo dydis praktiškai identiškas sunkesniems tantalo atomams. Dėl to niobio cheminės savybės yra labai panašios į tantalo, kuris periodinėje lentelėje yra tiesiai po niobiu, savybes. Nors jo atsparumas korozijai nėra toks išskirtinis kaip tantalo, mažesnė kaina ir didesnis prieinamumas daro niobį patrauklų mažiau reikmėms, pavyzdžiui, chemijos gamyklų bakų vidaus dangoms.

Karšti niobio produktai

Parašykite savo žinutę čia ir išsiųskite ją mums