niobijs

Niobija īpašības

Atomu skaits 41
CAS numurs 7440-03-1
Atomu masa 92.91
Kušanas punkts 2 468 °C
Vārīšanās temperatūra 4 900 °C
Atomu tilpums 0,0180 nm3
Blīvums pie 20 °C 8,55 g/cm³
Kristāla struktūra uz ķermeni vērsts kub
Režģa konstante 0,3294 [nm]
Pārpilnība zemes garozā 20,0 [g/t]
Skaņas ātrums 3480 m/s (pie rt) (plāns stienis)
Termiskā izplešanās 7,3 µm/(m·K) (pie 25 °C)
Siltumvadītspēja 53,7 W/(m·K)
Elektriskā pretestība 152 nΩ·m (pie 20 °C)
Mosa cietība 6.0
Vickers cietība 870-1320Mpa
Brinela cietība 1735-2450Mpa

Niobijs, agrāk pazīstams kā kolumbijs, ir ķīmisks elements ar simbolu Nb (agrāk Cb) un atomskaitli 41. Tas ir mīksts, pelēks, kristālisks, kaļams pārejas metāls, kas bieži sastopams minerālos pirohlorā un kolumbītā, tāpēc arī agrākais nosaukums. kolumbijs". Tās nosaukums cēlies no grieķu mitoloģijas, īpaši Niobes, kura bija tantala vārdamāsa Tantala meita. Nosaukums atspoguļo abu elementu lielo līdzību to fizikālajās un ķīmiskajās īpašībās, tāpēc tos ir grūti atšķirt.

Angļu ķīmiķis Čārlzs Hečets 1801. gadā ziņoja par jaunu tantalam līdzīgu elementu un nosauca to par kolumbiju. 1809. gadā angļu ķīmiķis Viljams Haids Volstons kļūdaini secināja, ka tantals un kolumbijs ir identiski. Vācu ķīmiķis Heinrihs Rouzs 1846. gadā noteica, ka tantala rūdas satur otru elementu, ko viņš nosauca par niobiju. 1864. un 1865. gadā virkne zinātnisku atklājumu precizēja, ka niobijs un kolumbijs ir viens un tas pats elements (atšķiroties no tantala), un gadsimtu abi nosaukumi tika lietoti kā sinonīmi. Niobijs tika oficiāli pieņemts kā elementa nosaukums 1949. gadā, bet nosaukums kolumbijs joprojām tiek izmantots metalurģijā Amerikas Savienotajās Valstīs.

niobijs

Tikai 20. gadsimta sākumā niobijs pirmo reizi tika izmantots komerciāli. Brazīlija ir vadošais niobija un ferroniobija ražotājs, kas ir 60–70% niobija un dzelzs sakausējums. Niobiju galvenokārt izmanto sakausējumos, lielāko daļu izmanto speciālajā tēraudā, piemēram, gāzes cauruļvados. Lai gan šie sakausējumi satur ne vairāk kā 0,1%, nelielais niobija procentuālais daudzums uzlabo tērauda izturību. Niobiju saturošu supersakausējumu temperatūras stabilitāte ir svarīga to izmantošanai reaktīvos un raķešu dzinējos.

Niobiju izmanto dažādos supravadošos materiālos. Šie supravadošie sakausējumi, kas satur arī titānu un alvu, tiek plaši izmantoti MRI skeneru supravadošajos magnētos. Citi niobija pielietojumi ir metināšana, kodolrūpniecība, elektronika, optika, numismātika un juvelierizstrādājumi. Pēdējos divos lietojumos zemā toksicitāte un zaigošana, ko rada anodēšana, ir ļoti vēlamas īpašības. Niobijs tiek uzskatīts par tehnoloģiski svarīgu elementu.

Fiziskās īpašības

Niobijs ir spīdīgs, pelēks, kaļams, paramagnētisks metāls periodiskās tabulas 5. grupā (sk. tabulu), kura elektronu konfigurācija attālākajos apvalkos ir netipiska 5. grupai. (To var novērot rutēnija (44) tuvumā, rodijs (45) un pallādijs (46).

Lai gan tiek uzskatīts, ka tai ir uz ķermeni vērsta kubiskā kristāla struktūra no absolūtās nulles līdz kušanas temperatūrai, augstas izšķirtspējas termiskās izplešanās mērījumi pa trim kristalogrāfiskajām asīm atklāj anizotropijas, kas neatbilst kubiskajai struktūrai.[28] Tāpēc šajā jomā gaidāmi turpmāki pētījumi un atklājumi.

Kriogēnās temperatūrās niobijs kļūst par supravadītāju. Atmosfēras spiedienā tam ir augstākā elementāro supravadītāju kritiskā temperatūra pie 9,2 K. Niobijam ir lielākais magnētiskās iespiešanās dziļums no jebkura elementa. Turklāt tas ir viens no trim elementārajiem II tipa supravadītājiem kopā ar vanādiju un tehnēciju. Supravadošās īpašības ir ļoti atkarīgas no niobija metāla tīrības.

Kad tas ir ļoti tīrs, tas ir salīdzinoši mīksts un elastīgs, bet piemaisījumi padara to cietāku.

Metālam ir zems termisko neitronu uztveršanas šķērsgriezums; tādējādi to izmanto kodolrūpniecībā, kur ir vēlamas neitronu caurspīdīgas struktūras.

Ķīmiskās īpašības

Metāls iegūst zilganu nokrāsu, ilgstoši pakļaujoties gaisa iedarbībai istabas temperatūrā. Neskatoties uz augsto kušanas temperatūru elementārā formā (2468 °C), tam ir mazāks blīvums nekā citiem ugunsizturīgiem metāliem. Turklāt tas ir izturīgs pret koroziju, uzrāda supravadītspējas īpašības un veido dielektriskā oksīda slāņus.

Niobijs ir nedaudz mazāk elektropozitīvs un kompaktāks nekā tā priekšgājējs periodiskajā tabulā, cirkonijs, savukārt lantanīda kontrakcijas rezultātā tas ir praktiski identisks pēc izmēra smagākiem tantala atomiem. Rezultātā niobija ķīmiskās īpašības ir ļoti līdzīgas tantalam, kas periodiskajā tabulā parādās tieši zem niobija. Lai gan tā izturība pret koroziju nav tik izcila kā tantalam, zemāka cena un lielāka pieejamība padara niobija pievilcīgu mazāk prasīgiem lietojumiem, piemēram, tvertnes oderēm ķīmiskajās rūpnīcās.

Karstie niobija produkti

Uzrakstiet savu ziņu šeit un nosūtiet to mums