Niobium on kiiltävä, valkoinen metalli, joka muodostaa tyypillisesti kalvon pinnalleen altistuessaan ilmalle muuttamalla sinisiä, vihreitä tai keltaisia sävyjä, Chemicoolin mukaan. Sillä on laaja käyttöalue hypoallergeenisten korujen käytöstä suihkumoottoreihin suprajohtaviin magneetteihin.
Vain tosiasiat
- Atomiluku (protonien lukumäärä ytimessä): 41
- Atomisymboli (päällä alkuaineiden jaksollinen taulukko): Nb
- Atomipaino (atomin keskimääräinen massa): 92,906
- Tiheys: 8,57 grammaa kuutiosenttimetriä kohti
- Vaihe huoneessa lämpötila: Kiinteä
- Sulamispiste: 4491 Fahrenheit-astetta (2477 Celsius-astetta)
- Kiehumispiste: 8571 ° F (4744 ° C)
- Isotooppien määrä ( saman elementin atomit, joissa on erilainen määrä neutroneja): 35
- Yleisimmät isotoopit: Nb-93 (100 prosentin luonnollinen runsaus)
Historia
Niobiumilla on sekava historia. John Winthrop löysi malmin Massachusettsista vuonna 1734 ja lähetti sen Englantiin. Mineraali istui British Museum -kokoelmassa vuosia, kunnes Charles Hatchett analysoi sen vuonna 1801. Hän löysi malmista uuden elementin ja nimesi sen kolumbiumiksi Columbian, Amerikan runollisen nimen, mukaan. Vuonna 1809 William Hyde Wollaston, englantilainen kemisti, vertasi kolumbiittia toiseen mineraaliin, tantaliittiin, ja ilmoitti, että kolumbium oli itse asiassa tantaalin alkuaine. Nämä kaksi elementtiä ovat hyvin samankaltaisia, ne löytyvät aina yhdessä ja niitä on vaikea eristää.
Vuonna 1844 Heinrich Rose, joka työskenteli kolumbiitti- ja tantaliittinäytteiden kanssa, tuotti kaksi uutta erillistä, mutta hyvin samanlaista happoa, jotka hän nimitti niobihapon ja pelopiinihapon. Hän nimesi alkion uudelleen niobiumiksi. Kaksikymmentä vuotta myöhemmin sveitsiläinen kemisti Jean Charles Galissard de Marignac eristää metallinen niobiumia kuumentamalla kloridia vetyatmosfäärissä.
Elementtiä kutsuttiin kolumbiumiksi (symboli Cb) Yhdysvalloissa noin 100 vuoden ajan, kun taas se kutsuttiin niobiumiksi Euroopassa. Vuonna 1949 Kansainvälinen puhtaan ja sovelletun kemian liitto vaarantoi ja hyväksyi virallisesti niobiumin alkuaineen nimeksi, kunnioittaen eurooppalaista käyttöä. Puolestaan unioni hyväksyi elementin nro 74 nimeksi volframin pikemminkin kuin volframin. vie symboli W), kunnioittaen amerikkalaista käyttöä. Monet metallurgistit ja metalliseurat kuitenkin viittaavat niobiumiin kolumbiumina.
Kuka tiesi?
- Niobium on nimetty Kreikan kyyneljumalattarelle Niobe, joka oli kuninkaan Tantaluksen tytär, Royal Society of Chemistryn mukaan, johtuen alkuaineen samankaltaisuudesta tantaaliin (nimetty kuninkaalle).
- Niobium ja tantaalia esiintyy melkein aina yhdessä luonnossa Yhdysvaltain geologisen tutkimuskeskuksen (USGS) mukaan.
- Kansainvälinen puhtaan ja sovelletun kemian liitto otti virallisesti nimeksi niobium vuonna 1950 Los Alamosin kansallisen laboratorion mukaan. Elementin toista nimeä, columbiumia, käytetään kuitenkin edelleen laajalti nykyään.
- USGS: n mukaan melkein kaikki niobiumia louhitaan Brasiliassa ja Kanadassa. Arvioitu niobiumin määrä maapallon kuoressa uskotaan kestävän seuraavan viiden vuosisadan ajan.
- Lenntechin mukaan vaikka jotkut niobiumpölyn yhdisteet voivat aiheuttaa silmien ja ihon ärsytystä, niobiumin kanssa työskentelystä ei tunneta vakavia vaikutuksia. Niobiumilla ei ole myöskään tunnettuja ympäristövaikutuksia.
- USGS: n mukaan melkein 80 prosenttia niobiumista käytetään terästeollisuudessa lujien matalaseosteisten terästen luomiseen. Niobiumin käyttö näissä seoksissa lisää terästen ”mekaanista ja korkean lämpötilan lujuutta, sitkeyttä ja korroosionkestävyyttä.
- Muita niobiumin käyttötarkoituksia ovat Chemicoolin mukaan putkilinjan rakentaminen, kuumuutta kestävien laitteiden superseokset, mukaan lukien suihkumoottoreissa ja koruissa.
- Niobium, volframi, molybdeeni, tantaali ja renium tunnetaan Chemicoolin mukaan viidellä tulenkestävällä metallilla. Kaikilla näillä metalleilla on erittäin korkea lämmön- ja kulumiskestävyys.
Nykyinen tutkimus
Niobiumia käytetään ominaisuuksiensa vaihtelun vuoksi useilla tutkimusalueilla. Yksi tällainen tutkimus on magneettien luominen. Yksi voimakkaimmista suprajohtavista magneeteista maailmassa käytetään niobiumseoslankoja, kuten niobium-tina ja niobium-titaani, National High Magnetic Field Laboratoryn mukaan. 2,3 tonnin magneetti on valmistettu kolmen tyyppisistä langoista, joista kahdessa on niobiumia, ja se saavuttaa 32 teslan kenttävoimakkuudet (maapallon magneettikentän voimakkuus planeetan pinta-ala vaihtelee 30: sta hieman yli 60 mikrotlastiin tai 30×10-6 – 60×10-6 teslasta).
Yksi tällainen suprajohtavan magneetin käyttö on magneettikuvaus (MRI) tai spektroskopia (MRS). vuoden 2018 patenttiin. Suprajohtava magneetti käyttää niobium-titaanilankakäämiä alkumagnetisen kentän luomiseen ja lisäkäämit niobium-tinalangasta toissijaisen magneettikentän luomiseksi. Nämä kaksi kenttää yhdessä muodostavat vahvemman magneettikentän kuin perinteinen niobium-titaani-suprajohtava magneetti.