Niobij

Lastnosti niobija

Atomsko število 41
številka CAS 7440-03-1
Atomska masa 92.91
Tališče 2 468 °C
Vrelišče 4 900 °C
Atomski volumen 0,0180 nm3
Gostota pri 20 °C 8,55 g/cm³
Kristalna struktura kubik s telesnim središčem
Konstanta mreže 0,3294 [nm]
Številčnost v zemeljski skorji 20,0 [g/t]
Hitrost zvoka 3480 m/s (pri sobni temperaturi) (tanka palica)
Toplotno raztezanje 7,3 µm/(m·K) (pri 25 °C)
Toplotna prevodnost 53,7 W/(m·K)
Električna upornost 152 nΩ·m (pri 20 °C)
Mohsova trdota 6.0
Trdota po Vickersu 870-1320 Mpa
Trdota po Brinellu 1735-2450 Mpa

Niobij, prej znan kot kolumbij, je kemični element s simbolom Nb (prej Cb) in atomskim številom 41. Je mehka, siva, kristalinična, duktilna prehodna kovina, ki jo pogosto najdemo v mineralih piroklor in kolumbit, od tod tudi prejšnje ime " kolumbij".Njegovo ime izhaja iz grške mitologije, natančneje Niobe, ki je bila hči Tantalusa, tantalovega soimenjaka.Ime odraža veliko podobnost med obema elementoma v njunih fizikalnih in kemijskih lastnostih, zaradi česar ju je težko razlikovati.

Angleški kemik Charles Hatchett je leta 1801 poročal o novem elementu, podobnem tantalu, in ga poimenoval kolumbij.Leta 1809 je angleški kemik William Hyde Wollaston napačno sklepal, da sta tantal in kolumbij enaka.Nemški kemik Heinrich Rose je leta 1846 ugotovil, da tantalove rude vsebujejo drugi element, ki ga je poimenoval niobij.Leta 1864 in 1865 je vrsta znanstvenih ugotovitev pojasnila, da sta niobij in kolumbij isti element (za razliko od tantala), in stoletje sta se obe imeni uporabljali izmenično.Niobij je bil uradno sprejet kot ime elementa leta 1949, vendar ime kolumbij ostaja v trenutni uporabi v metalurgiji v Združenih državah.

Niobij

Niobij je bil prvič komercialno uporabljen šele v začetku 20. stoletja.Brazilija je vodilna proizvajalka niobija in feroniobija, zlitine 60–70 % niobija z železom.Niobij se uporablja predvsem v zlitinah, največ v specialnem jeklu, kot je tisto za plinovode.Čeprav te zlitine vsebujejo največ 0,1 %, majhen odstotek niobija poveča trdnost jekla.Temperaturna stabilnost superzlitin, ki vsebujejo niobij, je pomembna za njihovo uporabo v reaktivnih in raketnih motorjih.

Niobij se uporablja v različnih superprevodnih materialih.Te superprevodne zlitine, ki vsebujejo tudi titan in kositer, se pogosto uporabljajo v superprevodnih magnetih skenerjev MRI.Druge uporabe niobija vključujejo varjenje, jedrsko industrijo, elektroniko, optiko, numizmatiko in nakit.V zadnjih dveh aplikacijah sta zelo zaželeni lastnosti nizka toksičnost in preliv, ki nastaneta z anodizacijo.Niobij velja za tehnološko kritičen element.

Fizične lastnosti

Niobij je sijoča, siva, nodularna, paramagnetna kovina v skupini 5 periodnega sistema (glej tabelo), z elektronsko konfiguracijo v najbolj oddaljenih lupinah, ki je netipična za skupino 5. (To je mogoče opaziti v bližini rutenija (44), rodij (45) in paladij (46).

Čeprav se domneva, da ima kubično kristalno strukturo s telesnim središčem od absolutne ničle do tališča, visokoločljive meritve toplotnega raztezanja vzdolž treh kristalografskih osi razkrivajo anizotropije, ki niso v skladu s kubično strukturo. [28]Zato se pričakujejo nadaljnje raziskave in odkritja na tem področju.

Niobij pri kriogenih temperaturah postane superprevodnik.Pri atmosferskem tlaku ima najvišjo kritično temperaturo elementarnih superprevodnikov pri 9,2 K. Niobij ima največjo globino magnetne penetracije od vseh elementov.Poleg tega je eden od treh elementarnih superprevodnikov tipa II, skupaj z vanadijem in tehnecijem.Superprevodne lastnosti so močno odvisne od čistosti kovine niobij.

Ko je zelo čist, je sorazmerno mehak in duktilen, vendar ga nečistoče naredijo tršega.

Kovina ima nizek presek zajetja toplotnih nevtronov;zato se uporablja v jedrski industriji, kjer so zaželene nevtronsko prosojne strukture.

Kemične značilnosti

Kovina dobi modrikast odtenek, ko je dlje časa izpostavljena zraku pri sobni temperaturi.Kljub visokemu tališču v elementarni obliki (2468 °C) ima manjšo gostoto kot druge ognjevarne kovine.Poleg tega je odporen proti koroziji, kaže lastnosti superprevodnosti in tvori dielektrične oksidne plasti.

Niobij je nekoliko manj elektropozitiven in bolj kompakten kot njegov predhodnik v periodnem sistemu, cirkonij, medtem ko je po velikosti skoraj enak težjim atomom tantala, kar je posledica krčenja lantanida.Posledično so kemijske lastnosti niobija zelo podobne tistim za tantal, ki se v periodnem sistemu pojavlja neposredno pod niobijem.Čeprav njegova odpornost proti koroziji ni tako izjemna kot pri tantalu, je niobij zaradi nižje cene in večje razpoložljivosti privlačen za manj zahtevne aplikacije, kot so obloge kadi v kemičnih obratih.

Vroči izdelki iz niobija

Tukaj napišite svoje sporočilo in nam ga pošljite