Vetitë e niobiumit
Numri atomik | 41 |
Numri CAS | 7440-03-1 |
Masa atomike | 92,91 |
Pika e shkrirjes | 2 468 °C |
Pika e vlimit | 4 900 °C |
Vëllimi atomik | 0,0180 nm3 |
Dendësia në 20 °C | 8,55 g/cm³ |
Struktura kristalore | kub me qendër trupin |
Konstante grilë | 0,3294 [nm] |
Bollëk në koren e Tokës | 20,0 [g/t] |
Shpejtësia e zërit | 3480 m/s (në rt) (shkopi i hollë) |
Zgjerimi termik | 7,3 µm/(m·K) (në 25 °C) |
Përçueshmëri termike | 53,7 W/(m·K) |
Rezistenca elektrike | 152 nΩ·m (në 20 °C) |
Fortësia e Mohs | 6.0 |
Fortësia e Vickers | 870-1320 Mpa |
Fortësia e Brinelit | 1735-2450 Mpa |
Niobium, i njohur më parë si kolumbi, është një element kimik me simbolin Nb (më parë Cb) dhe numër atomik 41. Është një metal kalimtar i butë, gri, kristalor, duktil, që gjendet shpesh në mineralet piroklor dhe kolumbit, prandaj emri i mëparshëm " kolumbi". Emri i saj vjen nga mitologjia greke, konkretisht Niobe, e cila ishte e bija e Tantalus, adashit të tantalit. Emri pasqyron ngjashmërinë e madhe midis dy elementeve në vetitë e tyre fizike dhe kimike, duke i bërë ato të vështira për t'u dalluar.
Kimisti anglez Charles Hachett raportoi një element të ri të ngjashëm me tantalin në 1801 dhe e quajti atë columbium. Në 1809, kimisti anglez William Hyde Wollaston gabimisht arriti në përfundimin se tantal dhe kolumbium ishin identikë. Kimisti gjerman Heinrich Rose përcaktoi në 1846 se mineralet e tantalit përmbajnë një element të dytë, të cilin ai e quajti niobium. Në 1864 dhe 1865, një seri gjetjesh shkencore sqaruan se niobium dhe kolumbium ishin i njëjti element (siç dallohej nga tantal), dhe për një shekull të dy emrat u përdorën në mënyrë të ndërsjellë. Niobium u miratua zyrtarisht si emri i elementit në 1949, por emri kolumbium mbetet në përdorim aktual në metalurgji në Shtetet e Bashkuara.
Vetëm në fillim të shekullit të 20-të niobiumi u përdor për herë të parë në treg. Brazili është prodhuesi kryesor i niobiumit dhe ferroniobiumit, një aliazh prej 60-70% niobium me hekur. Niobiumi përdoret më së shumti në aliazhe, pjesa më e madhe në çelik special si ai i përdorur në tubacionet e gazit. Megjithëse këto lidhje përmbajnë një maksimum prej 0.1%, përqindja e vogël e niobiumit rrit forcën e çelikut. Stabiliteti i temperaturës i superaliazheve që përmbajnë niobium është i rëndësishëm për përdorimin e tij në motorët e avionëve dhe raketave.
Niobiumi përdoret në materiale të ndryshme superpërçuese. Këto lidhje superpërcjellëse, që përmbajnë gjithashtu titan dhe kallaj, përdoren gjerësisht në magnetet superpërçues të skanerëve MRI. Aplikime të tjera të niobiumit përfshijnë saldimin, industrinë bërthamore, elektronikën, optikën, numizmatikën dhe bizhuteritë. Në dy aplikimet e fundit, toksiciteti i ulët dhe ylberi i prodhuar nga anodizimi janë veti shumë të dëshiruara. Niobium konsiderohet një element kritik për teknologjinë.
Karakteristikat fizike
Niobiumi është një metal i shkëlqyeshëm, gri, duktil, paramagnetik në grupin 5 të tabelës periodike (shih tabelën), me një konfigurim elektronik në shtresat më të jashtme atipike për grupin 5. (Kjo mund të vërehet në lagjen e rutenit (44), rodium (45) dhe paladium (46).
Edhe pse mendohet të ketë një strukturë kristalore kubike me qendër trupin nga zero absolute deri në pikën e saj të shkrirjes, matjet me rezolucion të lartë të zgjerimit termik përgjatë tre akseve kristalografike zbulojnë anizotropi që nuk janë në përputhje me një strukturë kubike.[28] Prandaj, priten kërkime dhe zbulime të mëtejshme në këtë fushë.
Niobiumi bëhet një superpërçues në temperaturat kriogjenike. Në presionin atmosferik, ai ka temperaturën më të lartë kritike të superpërçuesve elementar në 9,2 K. Niobiumi ka thellësinë më të madhe të penetrimit magnetik të çdo elementi. Përveç kësaj, është një nga tre superpërcjellësit elementar të tipit II, së bashku me vanadiumin dhe teknetiumin. Vetitë superpërcjellëse varen fort nga pastërtia e metalit të niobiumit.
Kur është shumë i pastër, është relativisht i butë dhe i urtë, por papastërtitë e bëjnë atë më të vështirë.
Metali ka një seksion kryq kapjeje të ulët për neutronet termike; pra përdoret në industritë bërthamore ku dëshirohen struktura transparente neutronike.
Karakteristikat kimike
Metali merr një nuancë kaltërosh kur ekspozohet ndaj ajrit në temperaturën e dhomës për periudha të gjata. Pavarësisht nga një pikë e lartë shkrirjeje në formë elementare (2468 °C), ajo ka një densitet më të ulët se metalet e tjera zjarrduruese. Për më tepër, është rezistent ndaj korrozionit, shfaq veti superpërçueshmërie dhe formon shtresa oksidi dielektrik.
Niobiumi është pak më pak elektropozitiv dhe më kompakt se paraardhësi i tij në tabelën periodike, zirkonium, ndërsa është praktikisht identik në madhësi me atomet më të rënda të tantalit, si rezultat i tkurrjes së lantanidit. Si rezultat, vetitë kimike të niobiumit janë shumë të ngjashme me ato të tantalit, i cili shfaqet drejtpërdrejt nën niobiumin në tabelën periodike. Megjithëse rezistenca e tij ndaj korrozionit nuk është aq e jashtëzakonshme sa ajo e tantalit, çmimi më i ulët dhe disponueshmëria më e madhe e bëjnë niobiumin tërheqës për aplikime më pak të kërkuara, të tilla si veshjet e vatrave në fabrikat kimike.