Ниобиум

Својства на ниобиум

Атомски број 41
CAS број 7440-03-1
Атомска маса 92,91
Точка на топење 2 468 °C
Точка на вриење 4 900 °C
Атомски волумен 0,0180 nm3
Густина на 20 °C 8,55 g/cm³
Кристална структура кубни во центарот на телото
Решетката константа 0,3294 [nm]
Изобилство во Земјината кора 20,0 [g/t]
Брзина на звукот 3480 m/s (на rt) (тенка прачка)
Термално ширење 7,3 µm/(m·K) (на 25 °C)
Топлинска спроводливост 53,7 W/(m·K)
Електрична отпорност 152 nΩ·m (на 20 °C)
Тврдост на Мохс 6.0
Викерс цврстина 870-1320 MPa
Цврстина на Бринел 1735-2450 MPa

Ниобиумот, порано познат како колумбиум, е хемиски елемент со симбол Nb (поранешен Cb) и атомски број 41. Тој е мек, сив, кристален, еластичен преоден метал, кој често се наоѓа во минералите пирохлор и колумбит, па оттука и поранешното име " колумбиум“.Неговото име доаѓа од грчката митологија, поточно Ниобе, која била ќерка на Тантал, истоименикот на тантал.Името ја отсликува големата сличност помеѓу двата елементи во нивните физички и хемиски својства, што ги прави тешко да се разликуваат.

Англискиот хемичар Чарлс Хачет пријавил нов елемент сличен на тантал во 1801 година и го нарекол колумбиум.Во 1809 година, англискиот хемичар Вилијам Хајд Воластон погрешно заклучил дека танталот и колумбиумот се идентични.Германскиот хемичар Хајнрих Роуз во 1846 година утврдил дека рудите на тантал содржат втор елемент, кој го нарекол ниобиум.Во 1864 и 1865 година, низа научни наоди појаснија дека ниобиумот и колумбиумот се ист елемент (како што се разликува од тантал), и еден век двете имиња се користеле наизменично.Ниобиум беше официјално усвоен како име на елементот во 1949 година, но името колумбиум останува во сегашната употреба во металургијата во САД.

Ниобиум

Дури на почетокот на 20 век, ниобиумот првпат се користел комерцијално.Бразил е водечки производител на ниобиум и ферониобиум, легура од 60-70% ниобиум со железо.Ниобиумот најмногу се користи во легури, а најголемиот дел во специјалниот челик како што е оној што се користи во гасоводите.Иако овие легури содржат максимум 0,1%, малиот процент на ниобиум ја зголемува цврстината на челикот.Температурната стабилност на суперлегурите што содржат ниобиум е важна за неговата употреба во млазни и ракетни мотори.

Ниобиумот се користи во различни суперспроводливи материјали.Овие суперспроводливи легури, кои исто така содржат титаниум и калај, се широко користени во суперспроводливите магнети на скенерите за МРИ.Други примени на ниобиум вклучуваат заварување, нуклеарна индустрија, електроника, оптика, нумизматика и накит.Во последните две апликации, ниската токсичност и iridescence произведени со анодизација се многу посакуваните својства.Ниобиумот се смета за технолошки критичен елемент.

Физички карактеристики

Ниобиумот е сјаен, сив, еластичен, парамагнетски метал во групата 5 од периодниот систем (види табела), со електронска конфигурација во најоддалечените обвивки нетипична за групата 5. (Ова може да се забележи во соседството на рутениум (44), родиум (45) и паладиум (46).

Иако се смета дека има кубна кристална структура во центарот на телото од апсолутна нула до нејзината точка на топење, мерењата со висока резолуција на термичката експанзија долж трите кристалографски оски откриваат анизотропии кои не се во согласност со кубната структура.[28]Затоа се очекуваат дополнителни истражувања и откритија во оваа област.

Ниобиумот станува суперпроводник на криогени температури.При атмосферски притисок, тој има највисока критична температура од елементарните суперпроводници на 9,2 К. Ниобиумот има најголема длабочина на магнетна пенетрација од кој било елемент.Покрај тоа, тој е еден од трите елементарни суперпроводници од тип II, заедно со ванадиум и техниум.Суперспроводливите својства силно зависат од чистотата на металот ниобиум.

Кога е многу чист, тој е релативно мек и еластичен, но нечистотиите го отежнуваат.

Металот има низок пресек за зафаќање за термички неутрони;па затоа се користи во нуклеарните индустрии каде што се посакувани неутронски транспарентни структури.

Хемиски карактеристики

Металот добива синкава нијанса кога подолг период е изложен на воздух на собна температура.И покрај високата точка на топење во елементарна форма (2.468 °C), тој има помала густина од другите огноотпорни метали.Понатаму, тој е отпорен на корозија, покажува својства на суперспроводливост и формира слоеви на диелектрични оксиди.

Ниобиумот е малку помалку електропозитивен и покомпактен од неговиот претходник во периодниот систем, циркониумот, додека е практично идентичен по големина со потешките атоми на тантал, како резултат на контракцијата на лантанидот.Како резултат на тоа, хемиските својства на ниобиумот се многу слични на оние на танталот, кој се појавува директно под ниобиумот во периодниот систем.Иако неговата отпорност на корозија не е толку извонредна како онаа на танталот, пониската цена и поголемата достапност го прават ниобиумот привлечен за апликации со помали барања, како што се облоги од тантал во хемиски погони.

Топли производи од ниобиум

Напишете ја вашата порака овде и испратете ни ја