Niob ist ein glänzendes, weißes Metall, das laut Chemicool typischerweise einen Film auf seiner Oberfläche bildet, wenn es Luft ausgesetzt wird und Blau-, Grün- oder Gelbtöne annimmt. Es hat eine breite Palette von Anwendungen, von der Verwendung in hypoallergenem Schmuck über Düsentriebwerke bis hin zu supraleitenden Magneten.
Nur die Fakten
- Ordnungszahl (Anzahl der Protonen im Kern): 41
- Atomsymbol (ein das Periodensystem der Elemente): Nb
- Atomgewicht (durchschnittliche Masse des Atoms): 92,906
- Dichte: 8,57 Gramm pro Kubikzentimeter
- Phase im Raum Temperatur: Fest
- Schmelzpunkt: 4.471 Grad Fahrenheit (2.477 Grad Celsius)
- Siedepunkt: 8.571 Grad F (4.744 Grad C)
- Anzahl der Isotope ( Atome desselben Elements mit einer unterschiedlichen Anzahl von Neutronen): 35
- Häufigste Isotope: Nb-93 (100 Prozent natürliche Häufigkeit)
Geschichte
Niob hat eine verworrene Geschichte. John Winthrop entdeckte 1734 in Massachusetts ein Erz und schickte es nach England. Das Mineral befand sich jahrelang in der Sammlung des British Museum, bis es 1801 von Charles Hatchett analysiert wurde. Er entdeckte ein neues Element im Erz und nannte es Columbium nach Columbia, dem poetischen Namen für Amerika. Im Jahr 1809 verglich William Hyde Wollaston, ein englischer Chemiker, Columbit mit einem anderen Mineral, Tantalit, und erklärte, dass Columbium tatsächlich das Element Tantal sei. Die beiden Elemente sind sehr ähnlich, finden sich immer zusammen und sind schwer zu isolieren.
1844 produzierte Heinrich Rose in Zusammenarbeit mit Proben von Columbit und Tantalit zwei neue getrennte, aber sehr ähnliche Säuren, die er nannte Niobsäure und Pelopsäure. Er benannte das Element Niob um. Zwanzig Jahre später isolierte der Schweizer Chemiker Jean Charles Galissard de Marignac metallisches Niob durch Erhitzen des Chlorids in einer Wasserstoffatmosphäre.
Das Element wurde in den USA etwa 100 Jahre lang Columbium (Symbol Cb) genannt wurde in Europa Niob genannt. 1949 kompromittierte die Internationale Union für reine und angewandte Chemie Niob als Name des Elements und nahm es offiziell an, unter Berücksichtigung der europäischen Verwendung. Im Gegenzug akzeptierte die Union Wolfram anstelle von Wolfram als Namen für Element Nr. 74 (was immer noch der Fall ist trägt das Symbol W) in Anlehnung an den amerikanischen Gebrauch. Viele Metallurgen und Metallgesellschaften bezeichnen Niob jedoch immer noch als Columbium.
Wer wusste?
- Niob wird genannt für die griechische Tränengöttin Niobe, die laut der Royal Society of Chemistry die Tochter des Königs Tantalus war, aufgrund der Ähnlichkeit des Elements mit Tantal (benannt nach dem König).
- Niob und Tantal kommt laut US Geological Survey (USGS) fast immer zusammen in der Natur vor.
- Die Internationale Union für reine und angewandte Chemie hat 1950 laut Los Alamos National Laboratory den Namen Niob offiziell angenommen. Der andere Name des Elements, Columbium, wird jedoch noch heute häufig verwendet.
- Nach Angaben der USGS wird fast das gesamte Niob in Brasilien und Kanada abgebaut. Die geschätzte Menge an Niob in der Erdkruste wird für die nächsten fünf Jahrhunderte gehalten.
- Laut Lenntech sind zwar einige Verbindungen von Niobstaub Augen- und Hautreizungen verursachen, es sind jedoch keine Fälle schwerwiegender Auswirkungen der Arbeit mit Niob bekannt. Es sind auch keine Umweltauswirkungen von Niob bekannt.
- Laut USGS werden fast 80 Prozent des Niob in der Stahlindustrie zur Herstellung hochfester niedriglegierter Stähle verwendet. Die Verwendung von Niob in diesen Legierungen erhöht die mechanische und Hochtemperaturfestigkeit, Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit der Stähle.
- Andere Verwendungen von Niob sind laut Chemicool Rohrleitungsbau, Superlegierungen für hitzebeständige Geräte, einschließlich Strahltriebwerke und Schmuck.
- Niob, Wolfram, Molybdän, Tantal und Rhenium sind laut Chemicool als die fünf feuerfesten Metalle bekannt. Diese Metalle weisen alle eine sehr hohe Beständigkeit gegen Hitze und Verschleiß auf.
Aktuelle Forschung
Niob wird aufgrund seiner vielfältigen Eigenschaften in verschiedenen Forschungsbereichen eingesetzt. Eine solche Forschung befasst sich mit der Herstellung von Magneten. Einer der stärksten supraleitenden Magnete in der Laut dem National High Magnetic Field Laboratory werden weltweit Drähte aus Nioblegierungen wie Niob-Zinn und Niob-Titan verwendet. Der 2,3-Tonnen-Magnet besteht aus Spulen aus drei Drahttypen, zwei davon mit Niob, und erreicht Feldstärken von 32 Tesla (die Stärke des Erdmagnetfeldes auf dem Die Oberfläche des Planeten reicht von 30 bis etwas mehr als 60 Mikroteslas (30 x 10-6 bis 60 x 10-6 Tesla).
Eine solche Verwendung für einen supraleitenden Magneten ist die Magnetresonanztomographie (MRT) oder Spektroskopie (MRS) zu einem Patent von 2018. Der supraleitende Magnet verwendet Niob-Titan-Drahtspulen, um ein anfängliches Magnetfeld zu erzeugen, und zusätzliche Spulen aus Niob-Zinn-Draht, um ein sekundäres Magnetfeld zu erzeugen. Die beiden Felder bilden zusammen ein stärkeres Magnetfeld als der herkömmlichere supraleitende Niob-Titan-Magnet.