Температура плавления ниобия: Температура плавления ниобия
alexxlab | 22.01.2023 | 0 | Разное
Физические свойства ниобия Nb при различных температурах
Приведены физические свойства ниобия Nb в зависимости от температуры в диапазоне от -223 до 2527°С. Рассмотрены следующие свойства твердого и жидкого ниобия:
- плотность ниобия d;
- удельная массовая теплоемкость Cp;
- коэффициент температуропроводности a;
- коэффициент теплопроводности λ;
- удельное электрическое сопротивление ρ;
- коэффициент линейного теплового расширения α.
Физические свойства ниобия по-разному зависят от температуры. Ее изменение оказывает наибольшее влияние на удельное электрическое сопротивление ниобия. Например, при повышении температуры этого металла с 0°С до точки плавления, его удельное сопротивление увеличивается более чем в 8 раз (до величины 109·10-8 Ом·м).
Ниобий представляет собой пластичный тугоплавкий металл с температурой плавления 2477°С и плотностью 8570 кг/м
Температура кипения ниобия равна 4744°С, структура решетки объемно центрированная кубическая с периодом 0,33 нм.
Плотность ниобия уменьшается при нагревании. Ниобий в расплавленном состоянии имеет плотность существенно ниже, чем в твердом: при температуре 2477°С плотность жидкого ниобия равна 7580 кг/м3.
Удельная теплоемкость ниобия при комнатной температуре равна 268 Дж/(кг·град) и при нагревании увеличивается. Отметим, что при плавлении величина этого физического свойства ниобия изменяется незначительно, а в жидком состоянии его удельная теплоемкость в 1,7 раза больше классического значения 3R.
Теплопроводность ниобия при 0°С равна 48 Вт/(м·град), она близка по величине теплопроводности углеродистых сталей. Температурная зависимость коэффициента теплопроводности ниобия характеризуется пологим минимумом в области комнатных температур и положительным температурным коэффициентом — выше 230°С. При приближении к точке плавления ниобия его теплопроводность возрастает.
Температуропроводность ниобия также имеет пологий минимум вблизи комнатных температур и далее пологий максимум при 900…1500°С. Коэффициент теплового линейного расширения ниобия относительно других металлов имеет довольно низкое значение. Он сравним по значению с коэффициентом расширения таких металлов, как вольфрам, иридий и молибден.
| t, °C | d, кг/м3 |
Cp, Дж/(кг·град) |
a·106, м2/с |
λ, Вт/(м·град) |
Ом·м |
α·106, K-1 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| -223 | — | 99 | — | — | — | 2,27 |
| -173 | — | 202 | — | 32,1 | 4,2 | 4,77 |
| -73 | — | 254 | 24,5 | 32,6 | 9,71 | 6,39 |
| 0 | — | 265 | 23,9 | 48 | 13,4 | 6,91 |
| 27 | 8570 | 268 | 23,7 | 53,5 | 14,7 | 7,07 |
| 127 | 8550 | 274 | 23,5 | 55,1 | 19,5 | 7,3 |
| 227 | 8530 | 280 | 23,9 | 57,1 | 23,8 | 7,5 |
| 327 | 8510 | 285 | 23,9 | 57,9 | 27,7 | 7,7 |
| 427 | 8490 | 289 | 23,9 | 58,6 | 31,4 | 7,9 |
| 527 | 8470 | 293 | 24 | 59,5 | 34,9 | 8,09 |
| 627 | 8450 | 297 | 24,2 | 60,8 | 38,2 | 8,25 |
| 727 | 8430 | 301 | 24,5 | 62,2 | 41,6 | 8,41 |
| 927 | 8380 | 311 | 24,7 | 64,3 | 47,9 | 8,71 |
| 1127 | 8320 | 322 | 25 | 70 | 54 | 8,99 |
| 1327 | 8260 | 335 | 25 | 69,2 | 60 | 9,27 |
| 1527 | 8200 | 350 | 25 | 71,7 | 65,9 | 9,55 |
| 1727 | 8140 | 366 | 24,6 | 73,3 | 71,8 | 9,83 |
| 1927 | 8080 | 384 | 24 | 74,5 | 77,6 | 10,11 |
| 2127 | 8020 | 404 | 24 | 77,8 | 83,3 | 10,39 |
| 2327 | 7960 | 426 | 21,7 | 73,6 | 89 | — |
| 2477 | 7580 | 450 | 18 | 65 | 109 | — |
| 2527 | — | 450 | 17,8 | — | — | — |
Источники:
- Лариков Л.
Н., Юрченко Ю.Ф. Тепловые свойства металлов и сплавов. - В.Е. Зиновьев. Теплофизические свойства металлов при высоких температурах.
Н., Юрченко Ю.Ф. Тепловые свойства металлов и сплавов.Жаропрочные сплавы на основе тугоплавких металлов
Практическая работа №7
(Mo, W, Nb, Ta)
Содержание
1. Ниобий и его сплавы………………………………………………………………………..
1.1 Технологические свойства ниобия…………………………………………………….
1.2 Ниобиевые сплавы………………………………………………………………………..
1.3 Жаропрочные ниобиевые сплавы………………………………………………………
1.4 Коррозионные свойства ниобиевых сплавов………………………………………….
1.5 Технологические свойства ниобиевых сплавов……………………………………….
1.6 Области применения ниобиевых сплавов……………………………………………..
2. Тантал и его сплавы…………………………………………………………………………
3.
Молибден и его сплавы………………………………………………………………………
3.1. Жаропрочные молибденовые сплавы…………………………………………………..
3.2 Области применения молибденовых сплавов………………………………………….
4. Вольфрам и его сплавы………………………………………………………………………
4.1. Жаропрочные вольфрамовые сплавы…………………………………………………..
4.2 Области применения вольфрама и его сплавов…………………………………………
1. Ниобий и его сплавы
Ниобий, как основа сплавов обладает рядом ценных свойств.
Физические и химические свойства
Ниобий имеет:
-высокую температуру плавления – 2468˚С;
-малую по сравнению с W и Ta плотность – 8,57 г/см3;
-максимальную среди металлов температуру перехода в сверхпроводящее состояние – 9,25К;
–высокую коррозионную стойкость в расплавах легкоплавких металлов (Li, Na, K, Cs, Bi, Pb, Sn), которые используются в качестве теплоносителей в ядерных реакторах;
–малое сечение захвата тепловых нейтронов (1,15 барн) и стойкость в условиях облучения;
–низкую жаростойкость и требует, как и другие ТМ, защиты от окисления.
Механические свойства зависят от содержания примесей и структурного состояния.
Изменение механических свойств ниобия подчиняется общим закономерностям, свойственным цветным металлам с ГЦК решёткой: наибольшую пластичность имеет в отожженном рекристаллизованном состоянии, холодная пластическая деформация ведёт к повышению прочностных свойств и снижению пластичности.
Ниобий ВДП в рекристаллизованном состоянии при 20˚С имеет:
σв=350-400МПа; σ0,2=350-400МПа; δ=20-35%; Е=110ГПа.
1.1 Технологические свойства ниобия
Ниобий хорошо сваривается различными видами сварки, подвергается твёрдой пайке высокотемпературными припоями, сварку и пайку проводят в вакууме или в среде инертных газов.
Примеси.
Наиболее
вредными являются примеси внедрения
– H,O,
N,
C.
Растворимость их в ниобии достаточно высока. В ниобии технической чистоты возможно присутствие только карбидной фазы (Nb2C), остальные примеси находятся в твёрдом растворе. Примеси внедрения оказывают сильное охрупчивающее действие на ниобий и повышают Тхр.
Поскольку растворимость водорода в ниобии уменьшается с повышением температуры, содержание его можно значительно уменьшить вакуумным отжигом при 2000-2200˚С.
Для уменьшения вредного влияния O и N в ниобиевые сплавы в небольших количествах (0,01-0,05%) вводят химически активные металлы IIIА группы (La, Y, Ce и др.).
Содержание примесей замещения (Fe, Ni, Si и др.) в ниобии обычно не превышает
0,01-0,02%.
В
таком количестве они находятся в твёрдом
растворе, и их
влияние на
свойства
незначительно.
Ниобий технической чистоты пластичен и не охрупчивается, как металлы VIА группы, в рекристаллизованном состоянии. Это позволяет в ниобиевые сплавы для получения требуемых свойств вводить большое количество легирующих элементов (до 30-40%). Ниобиевые сплавы разделяют на три группы:
-
конструкционые (жаропрочные) сплавы;
-
коррозионностойкие сплавы;
-
сплавы с особыми физическими свойствами (прецизионные).
Ниобий (Nb) — атомный номер 41
Произносится
ni-OH-bee-em
Ниобий (Nb) — блестящий белый металл с атомным номером 41 в периодической таблице. Это переходный металл, расположенный в группе 5 периодической таблицы. Он имеет символ Nb.
Ниобий был открыт в 1801 году Чарльзом Хэтчеттом. Работая над рудой из Америки, названной колумбитом из-за ее происхождения в Коннетикуте, он назвал этот элемент колумбием.
Но только в 1846 году немецкий химик Генрих Розе выделил ниобий. Название ниобум происходит от греческой мифологии, означающей дочь Тантала «Ниоба». Сам ниобий используется вместе с железом в производстве нержавеющей стали, а также в производстве других сплавов с металлами, таких как цирконий. его используют для изготовления жаропрочных сплавов, особенно в производстве реактивных двигателей. Ниобий не находится в земной коре в свободном виде, а связан с другими элементами в рудах, таких как колумбит и танталит. Он расположен в группе 5 как переходный металл. Он имеет температуру плавления 2477°С и точку кипения 4744°С.
Загрузите ниобий в виде изображения для печати и с полным масштабированием
Получите бесплатную загрузку здесь (JPEG, PDF, SVG)
Часто задаваемые вопросы
Какова температура плавления ниобия?
Ниобий имеет температуру плавления 2468°C, что означает, что при 2468°C он превратится в жидкость.
Какова температура кипения ниобия?
Ниобий имеет температуру кипения 4744°C, что означает, что при 4744°C он превратится в газ.
Какова электроотрицательность ниобия?
Электроотрицательность ниобия равна 1,6. Электроотрицательность — это мера того, насколько сильно атомы притягивают к себе связывающие электроны.
Открыт
Чарльзом Хэтчетом
Дата открытия
1801
Что такое Теплота испарения ниобия?
Ниобий имеет теплоту парообразования 682 кДж/моль.
Применение
Используется в виде сплава с железом и никелем. Его можно использовать в ядерных реакторах, и известно, что он обладает сверхпроводимостью в сплаве с оловом, алюминием или цирконием.
Источники
Встречается в минерале колумбите. Ранее известный как коломбий (Cb). Он используется в сплавах из нержавеющей стали для ядерных реакторов, реактивных двигателей и ракет.
Об авторе
Натан М.
Автор
Натан имеет степень бакалавра биомедицинской химии в Уорикском университете и степень бакалавра биомедицинских наук в Университете Вулверхэмптона, Великобритания.
Предмет Натана варьируется от общей химии до органической химии. Натан также создал учебную программу «Разрушение атома» на странице курса.
Цитата
“niobium” опубликовано по адресу 30 декабря 2019 г. https://breakeatom.com/elements/niobium
41
Protons
41
Электроны
52
Neultron NB
Атомный вес
92.906
Атомный номер
41
Состояние
Сплошное
Снятие плавления
Неизвестно
2468
° C
Точка кипячения
2468° C
.0003
4744
Unknown
°C
Heat of Vaporization
682
Unknown
kJ/mol
Crystal Structure
Cubic: Body centered
Thermoconductivity
0.537
Unknown
W/cmK
Оболочки
2,8,18,12,1
Группа
Переходный металл
Период
5
Блок
Орбиты 3 Блок
036/см ом
Первый потенциал ионизации
6.
7589 V
Второй потенциал ионизации
14,32 В
Третий потенциал ионизации
25,04 В
Ионовый радиус
.64 (+5) Å
oxydation
.64 (+5) Å
oxydation
. (5), 3
Параметр решетки
3,3067 Å
Параметр решетки 2
–
Параметр решетки 3
4,2818 Å
Orbital Configuration
2,8,18,12,1
0003
Download the Periodic Table
Niobium – Melting Point – Boiling Point
by Author
Niobium – Melting Point and Boiling Point
Melting point of Niobium is 2477°C .
Температура кипения ниобия 4744°C .
Обратите внимание, что эти точки связаны со стандартным атмосферным давлением.
Температура кипения – насыщение
В термодинамике насыщение определяет состояние, при котором смесь пара и жидкости может существовать вместе при заданных температуре и давлении.
Температура, при которой начинает происходить испарение (кипение) при данном давлении, называется температурой насыщения или точкой кипения . Давление, при котором начинается испарение (кипение) при данной температуре, называется давлением насыщения. Когда ее рассматривают как температуру обратного перехода из пара в жидкость, ее называют точкой конденсации.
Точка плавления
В термодинамике точка плавления определяет состояние, при котором твердое тело и жидкость могут существовать в равновесии. Добавление тепла превратит твердое вещество в жидкость без изменения температуры. Температура плавления вещества зависит от давления и обычно указывается при стандартном давлении. Когда ее рассматривают как температуру обратного перехода от жидкого к твердому, ее называют точкой замерзания или точкой кристаллизации.
Первая теория, объясняющая механизм плавления в объеме, была предложена Линдеманном, который использовал колебание атомов в кристалле для объяснения плавления.
Твердые тела похожи на жидкости тем, что оба находятся в конденсированном состоянии, а частицы находятся гораздо ближе друг к другу, чем частицы газа. Атомы в твердом теле тесно связаны друг с другом либо в правильной геометрической решетке (кристаллические твердые тела, которые включают металлы и обычный лед), либо в неправильной (аморфное твердое тело, такое как обычное оконное стекло), и обычно имеют низкую энергию. движение отдельных атомов , ионов или молекул в твердом теле ограничивается колебательным движением вокруг фиксированной точки. Когда твердое тело нагревается, его частицы вибрируют быстрее, поскольку твердое тело поглощает кинетическую энергию. В какой-то момент амплитуда колебаний становится настолько большой, что атомы начинают вторгаться в пространство своих ближайших соседей и возмущать их, и начинается процесс плавления. Точка плавления – это температура, при которой разрушающие вибрации частиц твердого тела преодолевают силы притяжения, действующие внутри твердого тела.
Niobium – Properties
| Element | Niobium | |
|---|---|---|
| Atomic Number | 41 | |
| Symbol | Nb | |
| Element Category | Transition Metal | |
| Фаза при STP | Твердое вещество | |
| Атомная масса [а.е.м.] | 92, | |
| Плотность при STP [г/см3] | 8,57 | |
| Electron Configuration | [Kr] 4d4 5s1 | |
| Possible Oxidation States | +3,5 | |
| Electron Affinity [kJ/mol] | 86.1 | |
| Electronegativity [Pauling scale] | 1,6 | |
| 1 -я энергия ионизации [EV] | 6,7589 | |
| Год обнаружения | 1801 | |
| Thermal properties | ||
| Melting Point [Celsius scale] | 2477 | |
| Boiling Point [Celsius scale] | 4744 | |
| Thermal Conductivity [W/m K] | 53.
|