Nióbium
Alapvető információk
A nióbium egy kémiai elem, amelynek kémiai jele Nb és atomszáma 41. Az átmeneti fémelemhez tartozik, és a periódusos táblázat 5. periódusú VB csoportjába tartozik.
Fizikai tulajdonságok
Megjelenés:NióbiumEzüst-szürke, fényes fém.
Sűrűség: A sűrűségNióbium8,57 g/cm³, ami viszonylag magas, ami bizonyos súlyérzékkel rendelkezik.
Olvadáspont és forráspont: Olvadáspontja nagyon magas, körülbelül 2477 ℃, és forráspontja körülbelül 4744 ℃. A magas olvadáspont lehetővé teszi, hogy a nióbium magas hőmérsékletű környezetben is szilárd maradjon, ami alkalmas néhány magas hőmérsékletű alkalmazási forgatókönyv esetén.
Keménység:NióbiumMérsékelt keménységgel és jó hajlékonysággal rendelkezik, és különböző formákba is feldolgozható, mint például vékony lemezek, szálak stb.
Kémiai tulajdonságok
Korrózióállóság: A nióbium kiváló korrózióállósággal rendelkezik. Szobahőmérsékleten sok vegyi anyagra, mint például levegőre, vízre és a legtöbb savra inert. Azonban képes reagálni néhány erős oxidánssal és fluorsavval.
Oxidációs állapot: A nióbium általános oxidációs állapota +5, +4 és +3, amelyek közül +5 a legstabilabb oxidációs állapot. A vegyületek közül a nióbium (V)-oxid (Nb₂O₅) egy gyakoribb vegyület formája.
A természetben való létezés
A nióbium elsősorban ásványi anyagokban található, mint a kolumbit-tantalit. Ezekben az ásványi anyagokban a nióbium és a tantál gyakran együtt létezik, mivel aNióbiumA tantál és a tantál nagyon hasonló, és könnyen együtt kristályosodnak az ásványképződési folyamat során.
Termelés és finomítás
A nióbium termelése általában kolumbit-tantalittal kezdődik. Először összetett hasznosítási folyamaton kell átmennie az érc nióbiumának és tantáljának gazdagítására, majd kémiai módszereket alkalmaznak, mint például az érc feloldása fluorsavval, és egy sor oldószeres extrakciót, csapadékot, redukciót és egyéb lépést alkalmaznak a fém nióbium kivonására.
Felhasználások
Acélipar: A nióbium fontos mikroötvöző elem. Kis mennyiségű nióbium (általában kevesebb, mint 0,1%) hozzáadása az acélhoz jelentősen javíthatja az acél szilárdságát, szívósságát és korrózióállóságát. Például az építésben használt nagy szilárdságú ötvözött acélokban a nióbium finomíthatja a szemeket, így az acél jobb mechanikai tulajdonságokat biztosít, és képes ellenállni a nagyobb nyomásnak és feszültségnek.
Szupravezető anyagok: Egyes nióbium vegyületek szupravezető tulajdonságokkal rendelkeznek. Például a nióbium-titán (Nb-Ti) ötvözetek az egyik legkorábbi szupravezető anyag, amelyet széles körben használnak. Ezek a szupravezető anyagok alacsony hőmérsékleten zéró ellenállású vezetést érhetnek el, és létfontosságú alkalmazásokkal rendelkeznek a csúcstechnológiás területeken, mint például a mágneses rezonancia képalkotó (MRI) berendezések és a részecskegyorsítók.
Repülőgép: Magas olvadáspontjának, alacsony sűrűségének és jó magas hőmérsékletű szilárdságának köszönhetően a nióbiumot repülőgép-motorok alkatrészeinek és magas hőmérsékletű szerkezeti anyagainak gyártására használják. A nióbium ötvözetek például a sugárhajtóművekhez szükséges turbina lapátok gyártására használhatók, amelyek stabil működést biztosítanak kemény környezetben, magas hőmérsékleten és magas nyomáson.
A nióbium egy kémiai elem, amelynek kémiai jele Nb és atomszáma 41. Az átmeneti fémelemhez tartozik, és a periódusos táblázat 5. periódusú VB csoportjába tartozik.
Fizikai tulajdonságok
Megjelenés:NióbiumEzüst-szürke, fényes fém.
Sűrűség: A sűrűségNióbium8,57 g/cm³, ami viszonylag magas, ami bizonyos súlyérzékkel rendelkezik.
Olvadáspont és forráspont: Olvadáspontja nagyon magas, körülbelül 2477 ℃, és forráspontja körülbelül 4744 ℃. A magas olvadáspont lehetővé teszi, hogy a nióbium magas hőmérsékletű környezetben is szilárd maradjon, ami alkalmas néhány magas hőmérsékletű alkalmazási forgatókönyv esetén.
Keménység:NióbiumMérsékelt keménységgel és jó hajlékonysággal rendelkezik, és különböző formákba is feldolgozható, mint például vékony lemezek, szálak stb.
Kémiai tulajdonságok
Korrózióállóság: A nióbium kiváló korrózióállósággal rendelkezik. Szobahőmérsékleten sok vegyi anyagra, mint például levegőre, vízre és a legtöbb savra inert. Azonban képes reagálni néhány erős oxidánssal és fluorsavval.
Oxidációs állapot: A nióbium általános oxidációs állapota +5, +4 és +3, amelyek közül +5 a legstabilabb oxidációs állapot. A vegyületek közül a nióbium (V)-oxid (Nb₂O₅) egy gyakoribb vegyület formája.
A természetben való létezés
A nióbium elsősorban ásványi anyagokban található, mint a kolumbit-tantalit. Ezekben az ásványi anyagokban a nióbium és a tantál gyakran együtt létezik, mivel aNióbiumA tantál és a tantál nagyon hasonló, és könnyen együtt kristályosodnak az ásványképződési folyamat során.
Termelés és finomítás
A nióbium termelése általában kolumbit-tantalittal kezdődik. Először összetett hasznosítási folyamaton kell átmennie az érc nióbiumának és tantáljának gazdagítására, majd kémiai módszereket alkalmaznak, mint például az érc feloldása fluorsavval, és egy sor oldószeres extrakciót, csapadékot, redukciót és egyéb lépést alkalmaznak a fém nióbium kivonására.
Felhasználások
Acélipar: A nióbium fontos mikroötvöző elem. Kis mennyiségű nióbium (általában kevesebb, mint 0,1%) hozzáadása az acélhoz jelentősen javíthatja az acél szilárdságát, szívósságát és korrózióállóságát. Például az építésben használt nagy szilárdságú ötvözött acélokban a nióbium finomíthatja a szemeket, így az acél jobb mechanikai tulajdonságokat biztosít, és képes ellenállni a nagyobb nyomásnak és feszültségnek.
Szupravezető anyagok: Egyes nióbium vegyületek szupravezető tulajdonságokkal rendelkeznek. Például a nióbium-titán (Nb-Ti) ötvözetek az egyik legkorábbi szupravezető anyag, amelyet széles körben használnak. Ezek a szupravezető anyagok alacsony hőmérsékleten zéró ellenállású vezetést érhetnek el, és létfontosságú alkalmazásokkal rendelkeznek a csúcstechnológiás területeken, mint például a mágneses rezonancia képalkotó (MRI) berendezések és a részecskegyorsítók.
Repülőgép: Magas olvadáspontjának, alacsony sűrűségének és jó magas hőmérsékletű szilárdságának köszönhetően a nióbiumot repülőgép-motorok alkatrészeinek és magas hőmérsékletű szerkezeti anyagainak gyártására használják. A nióbium ötvözetek például a sugárhajtóművekhez szükséges turbina lapátok gyártására használhatók, amelyek stabil működést biztosítanak kemény környezetben, magas hőmérsékleten és magas nyomáson.
