Lastnosti niobija

Niobija, prej znan kot kolombij, je kemijski element s simbolom Nb (prej Cb) in atomsko število 41. To je mehka, siva, kristalni, nodularne prehodna kovina, pogosto najdemo v mineralih pyrochlore in COLUMBITE, zato prejšnje ime " kolumbija ". Njegovo ime izhaja iz grške mitologije, natančneje Nioba, ki je bila hči Tantal je soimenjaka iz tantala. Ime odraža veliko podobnost med tema dvema elementoma v njihovih fizikalnih in kemijskih lastnosti, zaradi česar jih je težko razlikovati.

V angleški kemik Charles Hatchett poročali nov element, podobno kot tantal leta 1801 in ga poimenovali kolombij. Leta 1809 je angleški kemik William Hyde Wollaston napačno ugotovila, da so tantal in kolumbija enaka. Nemški kemik Heinrich Rose določena leta 1846, ki tantal rude vsebuje drugi element, ki ga je poimenoval niobij. Leta 1864 in 1865, serija znanstvenih spoznanj je pojasnil, da so bili niobija in kolumbija isti element (za razliko od tantal) in za stoletja so uporabljali obe imeni sopomenki. Niobija je bila uradno sprejeta kot ime elementa leta 1949, vendar pa je ime kolumbija ostane v tekočem uporabo v metalurgiji v Združenih državah Amerike.

Ni bilo do začetka 20. stoletja, ki je bila niobija najprej uporabiti v komercialne namene. Brazilija je vodilni proizvajalec niobija in ferroniobium, zlitina 60-70% niobija z železom. Niobija se uporablja predvsem v zlitinah, največji del v posebnega jekla, kot je uporabljen v plinovodov. Čeprav te zlitine vsebujejo največ 0,1%, majhen odstotek niobija povečuje trdnost jekla. Stabilnost temperatura superzlitin vsebujejo niobij je pomembna za uporabo pri reaktivnih in raketne motorje.

Niobija se uporabljajo v različnih superprevodnih materialov. Te superprevodne zlitine, ki vsebuje tudi titana in kositra, se pogosto uporablja v superprevodnih magnetov za MRI skenerjev. Druge aplikacije niobija vključujejo varjenje, jedrsko industrijo, elektroniko, optiko, numizmatika, in nakit. V zadnjih dveh zahtevkov, so nizko toksičnost in prelivanj proizvaja eloksiranje visoko želene lastnosti. Niobija se šteje za tehnološko-kritični element.

Fizikalne značilnosti

Niobij je sijoča, siva, nodularna, paramagnetna kovina iz skupine 5 periodnega sistema (glej tabelo) s konfiguracijo elektronov v najbolj oddaljenih lupine atipičnih za skupino 5. (To je mogoče opaziti v bližini rutenij (44), rodij (45), in paladij (46).

Čeprav se zdi, da imajo-centrirano kubično kristalno strukturo z absolutno nič do njegovega tališča, meritve z visoko ločljivostjo iz termične ekspanzije vzdolž treh kristalografskih osi razkrivajo anizotropije, ki so v nasprotju s kubično strukturo. [28] Zato se pričakuje nadaljnje raziskave in odkritja na tem področju.

Niobij postane Supraprevodna pri nizkih temperaturah. Pri atmosferskem tlaku, da ima najvišjo kritična temperatura elementarnega superprevodnikov 9,2 K. niobija ima največjo magnetno globino vseh elementov. Poleg tega, da je eden od treh elementov superprevodnikov tipa II, skupaj z vanadija in tehnecijem. Superprevodne lastnosti so močno odvisne od čistosti niobij kovine.

Ko je zelo čista, da je relativno mehka in nodularne, vendar nečistoče oteži.

Kovina ima nizko zajem presek za termične nevtrone; Tako se uporabljajo v atomski industriji, kjer se želena nevtronsko pregledne strukture.

kemične lastnosti

Kovina prevzame modrikasto odtenkom, kadar je izpostavljen zraku pri sobni temperaturi dlje časa. Kljub visoki tališčem v elementarni obliki (2468 ° C), ima nižjo gostoto kot drugi ognjevzdržnih kovin. Poleg tega, da je odporen proti koroziji, kaže superprevodnosti lastnosti in oblike plasti dielektričnih oksid.

Niobij je nekoliko manj elektropozitivni in bolj kompakten kot njegov predhodnik v periodnem, cirkonij, ker je praktično enaka po velikosti do težjih atomov tantal, kot posledica lantanidov krčenja. Kot rezultat, kemijske lastnosti niobija so zelo podobni tistim za tantal, ki se pojavi neposredno pod niobija v periodnem sistemu. Čeprav je njena odpornost proti koroziji ni tako izjemna, kot da tantal, nižje cene in večja razpoložljivost da niobija privlačen za manj zahtevne aplikacije, kot so kadi oblog iz kemične tovarne.