Erittäin tarkka metalli, niobium

Niobium, englanninkielinen nimi: niobium, alkuainesymboli: Nb, atominumero 41, on VB-ryhmän metalli. Niobiumin tiheys on 8,57 g / cm³, sulamispiste on 2477 ° C ja kiehumispiste 4744 ° C. Niobium on harvinainen, hopeanharmaa, pehmeä, muokattava metalli, jolla on korkea sulamispiste. Huonelämpötilassa niobium ei reagoi ilman kanssa eikä hapettu täysin hapettuessaan. Niobium voi yhdistää suoraan rikki, typpi ja hiili korkeissa lämpötiloissa. Niobium ei reagoi epäorgaanisten happojen tai emästen kanssa eikä liukene aqua regiaan, mutta liukenee fluorivetyhappoon. Niobiumin pitoisuus maankuoressa on 20 ppm, ja niobiumivarojen jakautuminen on suhteellisen keskittynyt. Koska niobiumilla on hyvä suprajohtavuus, korkea sulamispiste, korroosionkestävyys, kulutuskestävyys ja muut ominaisuudet, sitä käytetään laajalti teräksessä, suprajohtavissa materiaaleissa, ilmailu-, atomienergiassa ja muilla aloilla.


rautateollisuus

Noin 85–90% maailman niobiumista käytetään teräksen tuotannossa ferroniobiumin muodossa. Vain 0,03–0,05% niobiumin lisääminen teräkseen voi lisätä teräksen tuottolujuutta yli 30%. Niobium voi myös saavuttaa saostumien hajaantuneen jakautumisen indusoimalla saostumista ja säätämällä jäähdytysnopeutta ja säätämällä siten teräksen sitkeystasoa laajalla alueella. Siksi niobiumin lisääminen teräkseen voi paitsi lisätä teräksen lujuutta, myös parantaa teräksen sitkeyttä, korkean lämpötilan hapettumiskestävyyttä ja korroosionkestävyyttä, vähentää teräksen haurasta siirtymälämpötilaa ja tehdä teräksestä hyvän hitsaussuorituskyvyn ja muovattavuuden.

Ylijohtavien materiaalien teollisuus

Tietyillä niobiumin yhdisteillä ja seoksilla on korkeat suprajohtavat siirtymälämpötilat, joten niitä käytetään laajalti erilaisten teollisten suprajohteiden valmistuksessa, kuten suprajohtavien generaattoreiden, kiihdyttimien suuritehoisten magneettien, suprajohtavien magneettisen energian varastointilaitteiden, ydinmagneettikuvauslaitteiden jne. Tällä hetkellä tärkeimmät suprajohdemateriaalit ovat niobium-titaanija niobium-tina, joita käytetään laajalti magneettikuvauslaitteissa lääketieteelliseen diagnosointiin ja ydinmagneettikuvauslaitteissa spektrilinjan analysointiin.

ilmailu- ja avaruusteollisuus

Ilmailu- ja avaruusteollisuus on erittäin puhtaan niobiumin pääasiallinen sovellusalue, jota käytetään pääasiassa rakettien, avaruusalusten moottoreiden ja lämmönkestävien komponenttien valmistuksessa. Niobiumin ja tantaalin lämpölujuusseoksilla on hyvät lämpölujuusominaisuudet, lämmönkestävyys ja prosessointiominaisuudet, ja niitä käytetään laajalti lentokonemoottoreiden osien ja kaasuturbiinin siipien valmistuksessa. Lähes kaikki hävittäjäkoneet Yhdysvalloissa käyttävät niobiumseoksia lämpökomponentteinsa.

Atomienergiateollisuus

Niobiumilla on hyvä lämmönjohtavuus, korkea sulamispiste, hyvä korroosionkestävyys ja alhainen neutronien talteenotto poikkileikkaus, mikä tekee siitä erittäin sopivan materiaalin atomienergiareaktoreille. Niobiumin pääasiallisia käyttötarkoituksia ydinenergiateollisuudessa ovat ydinpolttoaineen päällystemateriaalit, ydinpolttoaineen seokset ja ydinreaktorien lämmönvaihtimien rakennemateriaalit.

elektroniikkateollisuus

Niobate keramiikkaa voidaan käyttää kondensaattoreiden valmistukseen. Yhdistetyt yksittäiset kiteet, kuten litiumniobaatti ja kaliumniobaatti, ovat uusia optoelektroniikan ja elektroniikan kiteitä. Niillä on hyvät pietsosähköiset, lämpösähköiset ja optiset ominaisuudet, ja niitä käytetään laajalti infrapuna-, laser- ja elektroniikkateollisuudessa. Lisäksi niobiumilla on korkea sulamispiste, vahva kyky lähettää elektroneja ja kyky saada ilmaa, joten sitä voidaan käyttää elektroniputkien ja muiden sähköisten tyhjiölaitteiden valmistukseen.

lääketieteen ala

Niobiumilla on hyvä kestävyys fysiologiselle korroosiolle ja bioyhteensopivuudelle, se ei ole vuorovaikutuksessa erilaisten nestemäisten aineiden kanssa ihmiskehossa ja tuskin vahingoittaa biologista kudosta. Se voi sopeutua mihin tahansa sterilointimenetelmään, joten sitä käytetään usein luulevyjen, kallolevyn luuruuvien, hammasimplanttien juurien, kirurgisten työkalujen jne. valmistus.

muut sovellukset

Kemianteollisuudessa niobium on korkealaatuinen materiaali, joka kestää happoa ja nestemäistä metallikorroosiota ja jota voidaan käyttää digestioiden, lämmittimien, jäähdyttimien jne. valmistamiseen Lisäksi niobihappo on myös tärkeä katalyytti.

Niobiumia käytetään myös valuteollisuudessa. Sen päätehtävänä on muodostaa kovia karbideja (hyvä kulutuskestävyys) ja muuttaa grafiittilevyjen muotoa ja kokoa. Siksi sitä käytetään usein autojen sylinteripäiden, männärenkaiden, jarrupalojen jne. valmistukseen. Lisäksi niobiumia käytetään joskus muistokolikoissa yhdessä kullan ja hopean kanssa.

Niobium auttaa lisäämään linssien valonläpäisevyyttä ja siksi sitä käytetään myös linssien valmistuksessa optisessa teollisuudessa.

Niobiumia voidaan käyttää myös valaistusteollisuudessa. Esimerkiksi niobiumin ja 1% zirkoniumin seosta voidaan käyttää tarkkojen kiinnikkeiden tekemiseen tehokkaille ja lujille natriumhöyrykatulampuille, mikä antaa näille pienille osille korkean lämpölujuuden, erinomaisen muovattavuuden ja natriumhöyrykorroosionkestävyyden. .