Niobium er et skinnende, hvidt metal, der typisk danner en film på overfladen, når den udsættes for luft, der bliver nuancer af blå, grøn eller gul ifølge Chemicool. Det har en bred vifte af anvendelser fra brug i allergivenlige smykker til jetmotorer til superledende magneter.
Bare fakta
- Atomnummer (antal protoner i kernen): 41
- Atomsymbol (til det periodiske system af elementer): Nb
- Atomvægt (atomets gennemsnitlige masse): 92,906
- Densitet: 8,57 gram pr. kubikcentimeter
- Fase i stuen temperatur: Fast
- Smeltepunkt: 2.477 grader Celsius (smørepunkt): 4491 grader Fahrenheit
- Kogepunkt: 4.744 grader C (8.571 grader F)
- Antal isotoper ( atomer af det samme element med et andet antal neutroner): 35
- Mest almindelige isotoper: Nb-93 (100 procent naturlig overflod)
Historie
Niob har en indviklet historie. John Winthrop opdagede en malm i Massachusetts i 1734 og sendte den til England. Mineralet sad i British Museum-samlingen i årevis, indtil det blev analyseret i 1801 af Charles Hatchett. Han opdagede et nyt element i malmen og kaldte det columbium efter Columbia, det poetiske navn for Amerika. I 1809 sammenlignede William Hyde Wollaston, en engelsk kemiker columbite med et andet mineral, tantalit, og erklærede, at columbium faktisk var grundstoffet tantal. De to elementer er meget ens, findes altid sammen og er vanskelige at isolere.
I 1844 producerede Heinrich Rose, der arbejdede med prøver af columbite og tantalit, to nye separate, men meget ens syrer, som han kaldte niobinsyre og pelopsyre. Han omdøbte elementet til niob. Tyve år senere isolerede den schweiziske kemiker Jean Charles Galissard de Marignac metallisk niob ved at opvarme kloridet i en brintatmosfære.
Elementet blev kaldt columbium (symbol Cb) i USA i omkring 100 år, mens det blev kaldt niob i Europa. I 1949 kompromitterede Den Internationale Union for ren og anvendt kemi og vedtog officielt niob som elementets navn i respekt for europæisk brug. Til gengæld accepterede unionen wolfram snarere end wolfram som navnet på Element nr. 74 (som stadig bærer symbolet W) i henseende til amerikansk brug. Mange metallurgister og metalforeninger henviser dog stadig til niob som columbium.
Hvem vidste?
- Niobium hedder for den græske tårngudinde, Niobe, som var datter af kong Tantalus ifølge Royal Society of Chemistry på grund af elementets ligheder med tantal (opkaldt efter kongen).
- Niobium og tantal findes næsten altid sammen i naturen ifølge US Geological Survey (USGS).
- Den internationale union for ren og anvendt kemi vedtog officielt navnet niob i 1950 ifølge Los Alamos National Laboratory. Imidlertid er elementets andet navn, columbium, stadig meget udbredt i dag.
- Ifølge USGS udvindes næsten al niob i Brasilien og Canada. Den anslåede mængde niob i jordskorpen menes at vare i de næste fem århundreder.
- Ifølge Lenntech, mens nogle forbindelser af niobstøv kan forårsage øjen- og hudirritation, er der ingen kendte tilfælde af nogen alvorlige virkninger af at arbejde med niob. Der er heller ingen kendte miljøeffekter af niob.
- Ifølge USGS bruges næsten 80 procent af niob i stålindustrien til at skabe højstyrke lavlegerede stål. Anvendelsen af niob i disse legeringer øger stålets “mekaniske og høje temperaturstyrke, sejhed og korrosionsbestandighed.
- Andre anvendelser af niob, ifølge Chemicool, inkluderer rørledningskonstruktion, superlegeringer til varmebestandigt udstyr inklusive jetmotorer og i smykker.
- Niob, wolfram, molybdæn, tantal og rhenium er ifølge Chemicool kendt som de fem ildfaste metaller. Disse metaller har alle meget høj modstandsdygtighed over for varme og slid.
Nuværende forskning
Niob anvendes på grund af dets mange forskellige egenskaber inden for flere forskningsområder. En sådan forskning er at skabe magneter. En af de stærkeste superledende magneter i verden bruger niobiumlegeringstråde, såsom niobium-tin og niob-titanium, ifølge National High Magnetic Field Laboratory. 2,3-tons magneten er lavet af spoler af tre typer tråd, to med niob, og når feltstyrker på 32 teslas (styrken af Jordens magnetfelt på overfladen på planeten varierer fra 30 til lidt over 60 mikroteslas eller 30×10-6 til 60×10-6 teslas).
En sådan anvendelse til en superledende magnet er i magnetisk resonansbilleddannelse (MRI) eller spektroskopi (MRS) ifølge til et patent fra 2018. Den superledende magnet bruger niob-titan-trådspoler til at skabe et indledende magnetfelt og yderligere spoler af niob-tin-ledning til at skabe et sekundært magnetfelt. De to felter kombineres for at skabe et stærkere magnetfelt, som den mere traditionelle niob-titanium superledende magnet.