Химический элемент ниобий: Ниобий: свойства, применение, соединения, получение

alexxlab | 19.01.2023 | 0 | Разное

Ниобий как химический элемент таблицы Менделеева

Ниобий, так же известный как Колумбий, является химическим элементом таблицы Менделеева с атомным номером 41 и условным обозначением Nb. Ниобий представляет собой светло-серый кристаллический и пластичный переходный металл.

Содержание

• Как был открыт Ниобий;
• Где и как добывают Ниобий;
• Распространенность Ниобия;
• Применение Ниобия;
• Интересные факты

Как был открыт НиобийЧарльз Хэтчетт

История открытия ниобия является достаточно запутанной и неоднозначной. Эта история, вероятно, началась в 1734 году, когда американский исследователь Джон Уинтроп обнаружил новый минерал в Коннектикуте (США) и предположил, что он содержит новый химический элемент. Новый минерал «Американский Джон» назвал Колумбит, а сам элемент Колумбием в честь поэтического названия Соединенных Штатов Америки. Для изучения найденного минерала Джон Уинтроп отправляет его в Англию, где в 1801 году британский минеролог и химик Чарльз Хэтчет индефицировал новый химический элемент.

Изучаемый минерал представлял собой соединение Ниобия и Тантала из-за чего впоследствии возникла путанница между этими элементами. В 1809 году английский химик Уильям Хайд Волластон сравнил оксид колумбия извлеченного из колумбита и оксид тантала полученного из танталита. Ученый выявил, что эти химические элементы очень похожи и единственным отличием была плотность. Плотность минерала ниобия составляла 5.9 г/см ³, а плотность соединения тантала составила 9 г/см ³, но химик не придал этому значения и открытие этого элемента было аннулировано.

Вывод Уильяма Хайда Волластона был оспорен немецким химиком Генрихом Роузом только в 1846 году. Последний утверждал, что в образце талантита присутствует несколько новых химических элементов. В этом списке оказались ниобий, пелопий, ильмений и диан. Все эти названия обозначают детей древнегреческого персонажа «Тантала». В дальнейшем оказалось, что пелопий, ильмений и диан соответствуют ниобию и смесям ниобия и тантала.

Различия между танталом и ниобием были недвусмысленно продемонстрированы в 1864 году Кристианом Вильгельмом Бломстрандом и Анри Этьеном Сент-Клер Девиль, а также Луи Дж. Тростом, который определил формулы некоторых соединений в 1865 году и, наконец, швейцарским химиком Жаном Шарлем Галиссаром де Мариньяком в 1866 году, который все доказал и определил, что существует только два элемента. Статьи об ильмении продолжали появляться до 1871 г. Де Мариньяк был первым, кто приготовил металл в 1864 году, когда он восстановил хлорид ниобия, нагревая его в атмосфере водорода.

Где и как добывают НиобийНиобиевый пентахлорид

Добыча ниобия является достаточно сложным и трудоемким процессом и всегда происходит параллельно с добычей тантала.Ниобиевые и танталовые руды сначала перерабатываются вместе, а затем разделяются путем фракционной кристаллизации или благодаря различной растворимости в органических растворителях. Первый промышленный процесс разделения такого рода был разработан Шарлем Мариньяком в 1866 году.

Сначала руды подвергаются воздействию смеси концентрированной серной и плавиковой кислот при температуре 50 – 80 °C. Образуются легко растворимые комплексные фториды [NbF₇]^2– и [TaF₇]^2–.

Дикалиевые соли этих фторидов (например, гептафторониобат калия) могут быть образованы путем превращения их в водную фазу и добавления фторида калия. Только фторид тантала плохо растворяется в воде и выпадает в осадок. Таким образом, легко растворимый фторид ниобия можно отделить от тантала. В настоящее время обычным явлением является разделение экстракцией метилизобутилкетоном. Третья возможность разделения через фракционную перегонку с хлоридами NbCl₅ и TACL₅. Это происходит из-за реакции руды, кокса и хлора, которые можно наблюдать при высоких температурах.

Из отделенного фторида ниобия сначала получают пятиокись ниобия по реакции с кислородом. Его либо сначала превращают в карбид ниобия с углеродом, а затем восстанавливают до металла с дополнительным пентоксидом ниобия при 2000 °C в вакууме ,либо получают непосредственно алюмотермическим способом. Таким образом производится большая часть ниобия для сталелитейной промышленности с добавлением оксида железа для получения сплава железо-ниобий (60% ниобия). Если в качестве исходного материала для восстановления используются галогениды, это делается с использованием натрия в качестве восстанавливающего агента.

Годовая добыча ниобия в мире ежегодно составляет около 60 000 тонн. От этого количества около 90% добывается в Бразилии и 7% в Канаде. Цена сплава железа и ниобия за 1 тонну колеблется в районе 40 000 $.

Распространенность Ниобия

Ниобий является достаточно редким химическим элементом. Его доля в земной коре составляет 1.8*10^-3%. Из-за схожих ионных радиусов ниобий и тантал всегда будут родственными элементами. Самыми важными минералами ниобия являются представители серии колумбит-танталит, с общей формулой (Fe, Mn)(Nb, Ta)₂O₆, а так же представители группы пирохлора. Около 85–90% ниобиевой промышленности использует ниобий из месторождений, на которых не производятся танталовые руды

Другие, в основном редкие минералы:

• Эвксенит — [(Y, Ca, Ce, U, Th) (Nb, Ta, Ti)₂O₆];
• Ольмстедит — (KFe₂ (Nb, Ta) [O | PO ₄ ]₂ · H₂O)
• Самарскит — ((Y, Er)₄ [(Nb, Ta)₂O₇]₃)

Содержание ниобия в морской воде так же невелика и составляет 1*10_-5 г/л.

Применение Ниобия

Применение ниобия, не смотря на редкость этого химического элемента, является достаточно широким благодаря своим характеристикам. Ежегодно около 90% полученного ниобия используется для производства высококачественной конструкционной стали.

Такого рода стали используются в космической промышленности, военной отрасли, медицине, электротехнической промышленности, производстве драгоценных металлов и украшений.

В космической промышленности колумбий используется при производстве корпуса космических шатлов и зондов, а так же для производства корпуса сопла ракетных двигателей и турбин. Такое же применение касается и военной промышленности, где ниобий применяется в конструкции двигателей турбореактивных самолетов. В сфере медицины колумбий применяется для производства сверхпроводящих магнитов, которые в свою очередь используются в высокорезонансных томографах.

В электротехнической промышленности ниобий используется для производства сверхпроводящих радиоприемников. Так же ниобат лития широко используется в мобильных телефонах и оптических устройствах. Так же достаточно часто ниобий используют для производства украшений и памятных монет с золотом, серебром и платиной.

Ниобий так же является важным компонентом высокоэффективных гетерогенных катализаторов производства акриловой кислоты путем селективного окисления пропана. У колумбия еще множество других применений.

Интересные фактыНиобиевая сталь

Интересных фактов связанных с ниобием достаточно много. Стоит начать с того, что ниобий не имеет известной биологической роли. В то время как ниобиевая пыль является раздражителем глаз и кожи и потенциально опасна из-за возможности возгорания. Элементарный ниобий в более широком масштабе физиологически инертен (и, следовательно, гипоаллергенен) и безвреден. Он часто используется в ювелирных изделиях и был протестирован для использования в некоторых медицинских имплантатах.

Большинство людей редко сталкивается с ниобийсодержащими соединениями, но некоторые из них токсичны. Кратковременное и долгосрочное воздействие ниобатов и хлорида ниобия, двух химикатов, растворимых в воде, было протестировано на крысах. Крысы, получавшие однократную инъекцию пентахлорида ниобия или ниобатов, имели среднюю смертность при дозе от 10 до 100 мг / кг.

Ниобий используется в стержнях для дуговой сварки некоторых стабилизированных марок нержавеющей стали и в анодах для систем катодной защиты некоторых резервуаров с водой, которые затем обычно покрываются платиной.

Как говорилось выше, Ниобий используется как драгоценный металл в памятных монетах, часто с серебром или золотом. Например, Австрия выпустила серию серебряных монет евро с ниобием, начиная с 2003 г. Цвет этих монет создается за счет дифракции света на тонком слое анодированного оксида. В 2012 году доступно десять монет с изображением самых разных цветов в центре монеты: синего, зеленого, коричневого, пурпурного, фиолетового или желтого. Еще два примера является австрийская железнодорожная памятная монета от 2004 года и австрийская монета 25€ от 2006 года в честь Европейской спутниковой навигационной системы. Австрийский монетный двор произвел для Латвии аналогичную серию монет, начиная с 2004 года. В 2011 году Королевский монетный двор Канады начал производство 5-долларовой монеты из серебра и ниобия под названием «Луна Хантера» в котором ниобий был избирательно окислен, что позволило создать уникальную отделку, в которой нет двух абсолютно одинаковых монет.

НИОБИЙ (Nb)

Основные параметры и свойства Ниобия

Свойства атома Ниобия
Название	Ниобий / Niobium
Символ	Nb
Номер	41
Атомная масса (молярная масса)	92,90638 (2) а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация	[Kr] 4d4 5s1
Радиус атома	146 пм
Химические свойства Ниобия
Ковалентный радиус	164 пм
Радиус иона	(+5e)69 пм
Электроотрицательность	1,6 (шкала Полинга)
Электродный потенциал	0
Степени окисления	5, 4, 3, 2, 1
Энергия ионизации (первый электрон)	663,6 (6,88) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н.  у.)	8,57 г/см3
Температура плавления	2741 K (2468 °С, 4474 °F)
Температура кипения	5015 K (4742 °С, 8567 °F)
Уд. теплота плавления	26,8 кДж/моль
Уд. теплота испарения	680 кДж/моль
Молярная теплоёмкость	24,44 Дж/(K·моль)
Молярный объём	10,8 см3/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки	кубическая
	объёмноцентрированая
Параметры решётки	3,301 Å
Температура Дебая	275 K
Прочие характеристики Ниобия
Теплопроводность	(300 K) 53,7 Вт/(м·К)
Номер CAS	7440-03-1

ниобий

Общие Имя, Символ, Номер ниобий, Nb, 41 Химический ряд переходные металлы Группа, период, блок 5, 5, д Внешний вид серый металлик Стандартный атомный вес 92,90638(2)  г·моль −1 Электронная конфигурация [Kr] 4d 4 5s 1 Электронов на оболочку 9, 8, 18 2 8, 18 2 8, 18 2 2 90 Физические свойства Фаза твердая Плотность (около R. T.) 8,57 г · см −3 Точка плавления 2750 K (2477 ° C, 4491 ° F) Температура кипения 5017 K (4744 °C, 8571 °F) Теплота плавления 30  кДж·моль −1 Теплота парообразования 689,9  кДж·моль −1 Теплоемкость (25 °C) 24,60  Дж·моль −1 ·K −1 904 Давление паров P (Па) 1 10 100 1 к 10 к 100 к в Т (К) 2942 3207 3524 3910 400893 Атомные свойства Кристаллическая структура центрированное кубическое тело Степени окисления 5, 4, [1] 3, 2, [2] 1 [3] (слабокислотный оксид) Электроотрицательность 1,6 (шкала Полинга) Энергия ионизации (подробнее) 1-й:  652,1  кДж·моль −1 2 -й: 1380 кДж · моль −1 3 -е: 2416 кДж · моль −1 Атомный радиус 145 вечера. Атомный радиус (расч.) 198 часов Ковалентный радиус 137 мкм Разное Магнитное упорядочение нет данных Удельное электрическое сопротивление (0 °C) 152 нОм·м Теплопроводность (300 К) 53,7 Вт · м −1 · K -1 Термическое расширение (25 ° C) 7,3 мкм · м –1444 (25 ° C)0043 −1 Скорость звука (тонкий стержень) (20 °C) 3480 м/с Модуль Юнга 105  ГПа Модуль сдвига 38  ГПа Объемный модуль 170  ГПа Коэффициент Пуассона 0,40 Твердость по шкале Мооса 6,0 Твердость по Виккерсу 1320  МПа Твердость по Бринеллю 736  МПа Регистрационный номер CAS 7440-03-1 Отдельные изотопы Ссылки Ниобий (произносится как /naɪoʊbiəm/), или колумбий (/kəˈlʌmbiəm/) — химический элемент, имеющий символ Nb и атомный номер 41. ниобий встречается в пирохлоре и колумбите. Впервые он был обнаружен в последнем минерале и поэтому первоначально был назван колумбием; теперь этот минерал также называют «ниобит». Ниобий используется в специальных стальных сплавах, а также в сварке, атомной промышленности, электронике, оптике и ювелирных изделиях. Дополнительные рекомендуемые знания Содержимое 1 Примечательные характеристики 2 История 3 Возникновение 4 изотопов 5 Меры предосторожности 6 См. также 7 Каталожные номера Примечательные характеристики Ниобий представляет собой блестящий серый пластичный металл, который приобретает голубоватый оттенок при длительном воздействии на воздух при комнатной температуре. Химические свойства ниобия почти идентичны химическим свойствам тантала, который в периодической таблице находится ниже ниобия. При обработке даже при умеренных температурах ниобий должен быть помещен в защитную атмосферу. Металл начинает окисляться на воздухе при 200°С; его наиболее распространенные степени окисления +3 и +5, хотя известны и другие. Ниобий имеет ряд применений: он является компонентом некоторых нержавеющих сталей и сплавом других цветных металлов. Это также очень важная легирующая добавка в стали HSLA, которые широко используются в качестве конструкционных компонентов современных автомобилей. Эти сплавы прочны и часто используются в строительстве трубопроводов. Другое использование; Металл имеет низкое сечение захвата тепловых нейтронов и поэтому находит применение в атомной промышленности. Этот металл также используется в стержнях для дуговой сварки некоторых стабилизированных марок нержавеющей стали. Значительные количества ниобия в виде высокочистого феррониобия и никеля-ниобия используются в жаропрочных сплавах на основе никеля, кобальта и железа для таких применений, как компоненты реактивных двигателей, ракетные подузлы, а также жаростойкое оборудование и оборудование для сжигания. Например, этот металл использовался в передовых системах воздушного каркаса, таких как те, которые использовались в программе Gemini. Ниобий рассматривается как альтернатива танталу в конденсаторах. Поскольку ниобий и некоторые ниобиевые сплавы физиологически инертны (и поэтому гипоаллергенны), они используются в ювелирных изделиях и медицинских устройствах, таких как кардиостимуляторы. Ниобий, обработанный гидроксидом натрия, образует пористый слой, способствующий остеоинтеграции. [4] Наряду с титаном, танталом и алюминием ниобий также можно подвергать электрическому нагреву и анодировать в широкий спектр цветов с помощью процесса, известного как реактивное анодирование металлов. Это делает его очень привлекательным для использования в ювелирных изделиях. Ниобий также добавляют в стекло для достижения более высокого показателя преломления, свойства, используемого в оптической промышленности для изготовления более тонких корректирующих стекол. В 2005 году в стране Сьерра-Леоне была выпущена монета в честь Папы Иоанна Павла II с диском из 24-каратного (100%) золота, окруженным кольцом из ниобия пурпурного цвета. Ниобий становится сверхпроводником при понижении до криогенных температур. При атмосферном давлении он имеет самую высокую критическую температуру среди элементарных сверхпроводников: 9.3 K. Ниобий имеет наибольшую глубину магнитного проникновения среди всех элементов. Кроме того, это один из трех элементарных сверхпроводников II типа (остальные — ванадий и технеций), что означает, что он остается сверхпроводником при воздействии сильных магнитных полей. Сплавы ниобий-олово и ниобий-титан используются в качестве проводов для сверхпроводящих магнитов, способных создавать чрезвычайно сильные магнитные поля. Ниобий также используется в чистом виде для изготовления сверхпроводящих ускоряющих структур для ускорителей частиц. История Ниобий (греческая мифология: Ниоба , дочь Тантала) был обнаружен Чарльзом Хэтчеттом в 1801 году. Хэтчетт обнаружил ниобий в колумбитовой руде, отправленной в Англию в 1750-х годах Джоном Уинтропом, первым губернатором Коннектикута. Возникла значительная путаница в отношении разницы между близкородственными ниобием и танталом, которая не была разрешена до 1846 года Генрихом Роузом и Жаном Шарлем Галиссаром де Мариньяком, которые заново открыли этот элемент. Поскольку Роуз не знал о работе Хэтчетта, он дал этому элементу другое название — ниобий. В 1864 году Кристиан Бломстранд первым получил чистый металл, восстановив хлорид ниобия нагреванием в атмосфере водорода. Колумбий (символ Cb) — это название, первоначально данное этому элементу Хэтчеттом, но Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) официально принял «ниобий» в качестве названия для элемента 41 в 1950 году после 100 лет споров. Это был своего рода компромисс; IUPAC принял вольфрам вместо вольфрама из уважения к использованию в Северной Америке; и ниобий вместо колумбия из уважения к европейскому использованию. Однако не все согласились, и хотя многие ведущие химические общества и правительственные организации называют его официальным названием IUPAC, многие ведущие металлурги, общества металлов и большинство ведущих американских коммерческих производителей по-прежнему называют этот металл первоначальным «колумбием». Возникновение Этот элемент никогда не встречается в свободном виде, но встречается в минералах колумбите ((Fe,Mn)(Nb,Ta) 2 O 6 ), колумбите-танталите или колтане ((Fe,Mn)( Ta,Nb) 2 O 6 ), пирохлор ((Na,Ca) 2 Nb 2 O 6 OH,F) и эвксенит ((Y,Ca,Ce,U,Th) (Nb,Ta,Ti) 2 O 6 ). Минералы, содержащие ниобий, часто также содержат тантал. Обнаружены крупные месторождения ниобия, связанные с карбонатитами (углеродисто-силикатными изверженными породами) и входящие в состав пирохлора. Бразилия и Канада являются основными производителями ниобиевых минеральных концентратов, а обширные запасы руды также находятся в Нигерии, Демократической Республике Конго и России. Крупным производителем в Бразилии является CBMM, расположенный в Араша, штат Минас-Жерайс. Изотопы Основная статья: изотопы ниобия Встречающийся в природе ниобий состоит из одного стабильного изотопа (Nb-93). Наиболее стабильными радиоизотопами являются Nb-92 с периодом полураспада 34,7 млн ​​лет, Nb-94 (период полураспада: 20300 лет) и Nb-91 с периодом полураспада 680 лет. Существует также метасостояние при 31 кэВ, период полураспада которого составляет 16,13 года. Были охарактеризованы двадцать три других радиоизотопа. Большинство из них имеют период полураспада менее двух часов, за исключением Nb-9.5 (35 дней), Nb-96 (23,4 часа) и Nb-90 (14,6 часа). Первичным режимом распада до стабильного Nb-93 является захват электронов, а основным режимом после него является бета-излучение с некоторым испусканием нейтронов, происходящим в первом режиме двухмодового распада Nb-104, 109 и 110. Только Nb-95 (35 дней) и Nb-97 (72 минуты) и более тяжелые изотопы (периоды полураспада в секундах) являются продуктами деления в значительном количестве, так как остальные изотопы затеняются стабильными или очень долгоживущими (Zr-93 ) изотопы предшествующего элемента циркония в результате бета-распада нейтронно-избыточных осколков деления. Нб-95 является продуктом распада Zr-95 (64 дня), поэтому исчезновение Nb-95 в отработанном ядерном топливе происходит медленнее, чем можно было бы ожидать, исходя только из его собственного 35-дневного периода полураспада. продукты деления. Меры предосторожности Соединения, содержащие ниобий, относительно редко встречаются у большинства людей, но многие из них высокотоксичны и требуют осторожного обращения. Металлическая ниобиевая пыль вызывает раздражение глаз и кожи, а также может быть опасной для возгорания. Ниобий не играет известной биологической роли. 9 Годли, Реут; Давид Старосветский и Ирена Готман (2004). «Костоподобное образование апатита на металлическом ниобии, обработанном водным раствором NaOH» (PDF) . Journal of Materials Science: Materials in Medicine 15 : 1073–1077. doi:10.1023/B:JMSM.0000046388.07961.81. Проверено 7 сентября 2006 г. Лос-Аламосская национальная лаборатория – ниобий

Эта статья находится под лицензией GNU Free Documentation License. Он использует материал из статьи Википедии «Ниобий». Список авторов есть в Википедии.

Ниобий | Encyclopedia.com

буря

просмотров обновлено 29 мая 2018

Обзор

Ниобий — переходный металл группы 5 (VB) периодической таблицы. Периодическая таблица представляет собой диаграмму, которая показывает, как химические элементы связаны друг с другом.

Ниобий имеет очень интересную историю. Он был открыт английским химиком Чарльзом Хэтчеттом (1765-1847) в 1801 году. Хэтчетт нашел элемент в камне, присланном из Северной Америки. Он назвал этот элемент колумбием. Ученые годами спорили о правильном названии элемента. Некоторые до сих пор называют этот элемент колумбием, хотя официальное название теперь ниобий.

Ниобий используется во многих сплавах. Сплав получают путем плавления и смешивания двух или более металлов. Смесь имеет свойства, отличные от свойств отдельных металлов. Сплавы ниобия используются в изделиях, соприкасающихся с человеческим телом, таких как кольца для проколотых ушей, носа и других частей тела. Ниобий используется в таких украшениях, потому что он не вызывает аллергии или других проблем.

СИМВОЛ
Nb

АТОМНЫЙ НОМЕР
41

Атомная масса
92.9064

Семейство
Группа 5 (VB)
. ниобий к Хэтчетту. Английский химик нашел этот элемент в «очень тяжелой черной камень с золотыми прожилками”, который он нашел в Британском музее. Камень был прислан в Англию из Соединенных Штатов Джоном Уинтропом (1681-1747). Уинтроп был членом Британского королевского общества, одним из самых важных научных обществ в мире (он также был внуком первого губернатора Коннектикута и правнуком первого губернатора Массачусетса). Хэтчетт сделал это в 1801 г., он открыл новый элемент и назвал его колумбионом в честь минерала колумбита, в котором он часто встречается.0343

Сначала не все согласились с открытием Хэтчетта. Некоторые химики были убеждены, что колумбий идентичен открытому ранее элементу танталу, . Путаницу легко понять. Эти два элемента имеют очень похожие свойства и их трудно разделить. Наконец, в 1844 году немецкий химик Генрих Розе (1795-1864) показал, что тантал и колумбий действительно на отличаются друг от друга на . Затем Роуз предложил название нового элемента ниобий. Название происходит из греческой мифологии. Ниоба — дочь бога Тантала, от которого и произошло название Тантал.

Ученые почти столетие спорили о том, какое имя использовать. В 1949 году ниобий был официально принят на вооружение. Однако многие металлурги (ученые, работающие с металлами) до сих пор используют для этого элемента название колумбий.

Физические свойства

Ниобий представляет собой блестящий серый металл с температурой плавления 2468°C (4474°F) и точкой кипения 4927°C (8901°F). Его плотность составляет 8,57 грамма на кубический сантиметр.

Химические свойства

Металлический ниобий устойчив к воздействию большинства распространенных химических веществ. Не сочетается с кислород или большинство других активных элементов, за исключением высоких температур. Он не реагирует с большинством сильных кислот, если только они не горячие и концентрированные.

Встречается в природе

Ниобий встречается главным образом в двух минералах, колумбите и пирохлоре. Первоначальное название колумбий было взято от первого из этих минералов. Ниобий всегда встречается с танталом в этих минералах. Разделение двух элементов всегда является самым сложным этапом их подготовки.

Колумбит и пирохлор не добываются в США. Эти два полезных ископаемых импортируются в основном из Бразилии и Канады.

Ученые считают, что содержание ниобия в земной коре составляет около 20 частей на миллион. Это делает его таким же распространенным, как азот , и литий , и немного более распространенным, чем свинец .

Изотопы

Существует только один встречающийся в природе изотоп ниобия, ниобий-93. Изотопы представляют собой две или более формы элемента. Изотопы отличаются друг от друга массовым числом. Число, написанное справа от названия элемента, является массовым числом. Массовое число представляет собой количество протонов плюс нейтронов в ядре атома элемента. Количество протонов определяет элемент, но количество нейтронов в атоме любого элемента может варьироваться. Каждая вариация является изотопом.

Известно также не менее десятка радиоактивных изотопов ниобия. Радиоактивный изотоп — это тот, который распадается на части и испускает некоторую форму радиации. Радиоактивные изотопы образуются, когда очень маленькие частицы обстреливают атомы. Эти частицы впиваются в атомы и делают их радиоактивными.

Ни один из радиоактивных изотопов ниобия не имеет практического применения.

Экстракция

Первым этапом получения металлического ниобия является отделение его соединения тантала в руде. Затем соединения ниобия нагревают на воздухе, чтобы превратить их в оксид ниобия (Nb ₂ O ₅ ). Затем его нагревают с древесным углем (углерод) для получения свободного металла:

Применение

Ниобий в основном используется для изготовления сплавов. Например, добавление ниобия в сталь значительно увеличивает ее прочность. Одним из применений такой стали является строительство ядерных реакторов.

Ядерные реакторы представляют собой устройства, в которых энергия ядерных реакций преобразуется в электричество. Ниобиевая сталь используется потому, что она сохраняет свою прочность при очень высоких температурах.

Спрос на ниобиевую сталь увеличился. Одной из причин является его более широкое использование в самолетах и ​​космических аппаратах. Некоторые скейтборды также содержат компоненты из ниобиевой стали.

Еще одно популярное применение ниобиевых сплавов — изготовление ювелирных изделий. Эти сплавы легкие и гипоаллергенные. Термин «гипоаллергенный» означает, что они не вызывают кожных реакций. У людей, которые носят проколотые серьги или подобные украшения, не возникнет проблем с кожей из-за украшений из ниобиевого сплава.

9Сплавы 0336 ниобия также используются в конструкции сверхпроводящих магнитов. Сверхпроводящий материал — это материал, который не оказывает сопротивления электрическому току. Как только в таком материале начинает течь электрический ток, он продолжает течь практически вечно.

Самые мощные магниты в мире сделаны из сверхпроводящих материалов. В 1997 году в лаборатории Лоуренса Беркли в Беркли, штат Калифорния, был установлен новый рекорд для сверхпроводящих магнитов. Магнит из сплава ниобия и олово оказалось в три раза сильнее, чем лучший из известных ранее магнитов.

Соединения

Диселенид ниобия (NbSe ₂ ) иногда используется в качестве смазки при высоких температурах. Не разрушается при температурах примерно до 1300°С. Силицид ниобия (NbSi ₂ ) используется в качестве огнеупорного материала. Огнеупорный материал – это материал, способный выдерживать очень высокие температуры.

Ниобиевые сплавы используются в ювелирных изделиях, поскольку они легкие и гипоаллергенные (не вызывают кожных реакций).