Ниобиумын шинж чанарууд
Атомын дугаар | 41 |
CAS дугаар | 7440-03-1 |
Атомын масс | 92.91 |
Хайлах цэг | 2 468 ° C |
Буцлах цэг | 4 900 ° C |
Атомын эзэлхүүн | 0.0180 нм3 |
20 ° C-ийн нягтрал | 8.55 г/см³ |
Кристал бүтэц | биеийн төвтэй куб |
Торны тогтмол | 0.3294 [нм] |
Дэлхийн царцдас дахь элбэг дэлбэг байдал | 20.0 [г/т] |
Дууны хурд | 3480 м/с (эрх үед)(нимгэн саваа) |
Дулааны тэлэлт | 7.3 мкм/(м·К) (25 °C-д) |
Дулаан дамжилтын илтгэлцүүр | 53.7Вт/(м·К) |
Цахилгаан эсэргүүцэл | 152 nΩ·m (20 ° C-д) |
Мох хатуулаг | 6.0 |
Викерсийн хатуулаг | 870-1320 Мпа |
Бринеллийн хатуулаг | 1735-2450 Мпа |
Ниобиумыг өмнө нь Колумб гэж нэрлэдэг байсан бөгөөд Nb (хуучнаар Cb) тэмдэгтэй, атомын дугаар 41-тэй химийн элемент юм. Энэ нь ихэвчлэн пирохлор, колумбитын эрдсүүдэд олддог зөөлөн, саарал өнгөтэй, талст, уян хатан шилжилтийн металл бөгөөд иймээс хуучин нэр нь " Колумб". Энэ нэр нь Грекийн домог зүйгээс гаралтай, ялангуяа танталын нэршил болох Танталын охин Ниобэ юм. Энэ нэр нь физик, химийн шинж чанараараа хоёр элементийн хооронд маш төстэй байдгийг тусгаж, тэдгээрийг ялгахад хэцүү болгодог.
Английн химич Чарльз Хэтчетт 1801 онд танталтай төстэй шинэ элементийн тухай мэдээлж, Колумб гэж нэрлэжээ. 1809 онд Английн химич Уильям Хайд Волластон тантал, Колумб хоёрыг адилхан гэж буруу дүгнэжээ. Германы химич Генрих Роуз 1846 онд танталын хүдэрт хоёр дахь элемент агуулагддаг болохыг тогтоож, түүнийг ниоби гэж нэрлэжээ. 1864, 1865 онуудад шинжлэх ухааны хэд хэдэн олдворууд нь ниобий ба Колумб нь ижил элемент (танталаас ялгагдахуйц) байсныг тодруулсан бөгөөд зуун жилийн турш хоёуланг нь сольж хэрэглэж байжээ. Ниобиумыг 1949 онд элементийн нэрээр албан ёсоор баталсан боловч Колумбийн нэр АНУ-ын металлургийн салбарт одоог хүртэл ашиглагдаж байна.
Ниобиумыг 20-р зууны эхэн үед л худалдаанд ашиглаж эхэлсэн. Бразил нь 60-70% ниобий төмөртэй хайлш болох ниоби ба феррониобиумын тэргүүлэгч үйлдвэрлэгч юм. Ниобиумыг ихэвчлэн хайлш, хамгийн том хэсгийг нь хий дамжуулах хоолойд ашигладаг тусгай ганд ашигладаг. Хэдийгээр эдгээр хайлш нь хамгийн ихдээ 0.1% -ийг агуулдаг боловч ниобиумын бага хувь нь гангийн бат бөх чанарыг нэмэгдүүлдэг. Ниобий агуулсан супер хайлшийн температурын тогтвортой байдал нь тийрэлтэт болон пуужингийн хөдөлгүүрт ашиглахад чухал ач холбогдолтой.
Ниобиумыг янз бүрийн хэт дамжуулагч материалд ашигладаг. Титан, цагаан тугалга агуулсан эдгээр хэт дамжуулагч хайлшийг MRI сканнерын хэт дамжуулагч соронзонд өргөн ашигладаг. Ниобиумын бусад хэрэглээнд гагнуур, цөмийн үйлдвэрлэл, электроник, оптик, нумизматик, үнэт эдлэл зэрэг орно. Сүүлийн хоёр хэрэглээнд аноджуулалтын үр дүнд үүссэн бага хоруу чанар, цахилдаг чанар нь маш их хүсч буй шинж чанарууд юм. Ниобиумыг технологийн чухал элемент гэж үздэг.
Физик шинж чанар
Ниобий нь үелэх системийн 5-р бүлэгт багтдаг гялалзсан, саарал, уян хатан, парамагнит металл (хүснэгтийг үз), 5-р бүлгийн хувьд хэвийн бус хамгийн гадна талын бүрхүүлд электрон бүтэцтэй. (Үүнийг рутений ойролцоо ажиглаж болно (44), родий (45), палладий (46).
Хэдийгээр энэ нь үнэмлэхүй тэгээс хайлах цэг хүртэл бие төвтэй куб болор бүтэцтэй гэж үздэг ч гурван талстографийн тэнхлэгийн дагуух дулааны тэлэлтийн өндөр нарийвчлалтай хэмжилтүүд нь куб бүтэцтэй үл нийцэх анизотропийг илрүүлдэг.[28] Тиймээс энэ чиглэлээр цаашид судалгаа, нээлт хийх төлөвтэй байна.
Ниобиум нь криоген температурт хэт дамжуулагч болдог. Агаар мандлын даралтын үед энэ нь элементийн хэт дамжуулагчийн хамгийн чухал температуртай 9.2 К. Ниобиум нь ямар ч элементийн хамгийн их соронзон нэвтрэлтийн гүнтэй байдаг. Нэмж дурдахад, энэ нь ванади, технецийн хамт II төрлийн гурван элементийн супер дамжуулагчийн нэг юм. Хэт дамжуулагч шинж чанар нь ниобий металлын цэвэршилтээс ихээхэн хамаардаг.
Маш цэвэрхэн бол харьцангуй зөөлөн, уян хатан байдаг боловч хольц нь илүү хатуу болгодог.
Металл нь дулааны нейтроны хувьд бага барих хөндлөн огтлолтой; Тиймээс энэ нь нейтроны тунгалаг бүтэцтэй байхыг хүсдэг цөмийн үйлдвэрүүдэд ашиглагддаг.
Химийн шинж чанар
Өрөөний температурт агаарт удаан хугацаагаар өртөхөд метал нь хөхөвтөр өнгөтэй болдог. Элемент хэлбэрээр хайлах температур өндөр (2,468 ° C) хэдий ч бусад галд тэсвэртэй металлуудаас бага нягттай байдаг. Цаашилбал, энэ нь зэврэлтэнд тэсвэртэй, хэт дамжуулагч шинж чанарыг харуулдаг, диэлектрик ислийн давхаргыг үүсгэдэг.
Ниобий нь үелэх систем дэх өмнөх циркониас арай бага цахилгаан эерэг, илүү авсаархан боловч лантанидын агшилтын үр дүнд илүү хүнд танталын атомуудтай бараг ижил хэмжээтэй байдаг. Үүний үр дүнд ниобигийн химийн шинж чанар нь үелэх систем дэх ниобиумаас шууд доогуур байдаг танталтай маш төстэй юм. Хэдийгээр түүний зэврэлтэнд тэсвэртэй чанар нь тантал шиг гайхалтай биш боловч хямд үнэ, илүү олдоц нь ниобиумыг химийн үйлдвэрүүдийн савны доторлогоо гэх мэт шаардлага багатай хэрэглээнд татдаг.