A nióbium egy fényes, fehér fém, amely levegő hatására általában filmet képez a felületén, kék, zöld vagy sárga árnyalatot árasztva a Chemicool szerint. A hipoallergén ékszerekben történő felhasználástól a sugárhajtóműveken át a szupravezető mágnesekig sokféle felhasználási lehetőség van.
Csak a tények
- Atomszám (protonok száma a magban): 41
- Atomi szimbólum (be az elemek periódusos táblázata): Nb
- Atomsúly (az atom átlagos tömege): 92,906
- Sűrűség: 8,57 gramm / köbcentiméter
- Fázis a szobában hőmérséklet: szilárd
- Olvadáspont: 4491 Fahrenheit fok (2 477 Celsius fok)
- Forráspont: 8571 F (4744 C)
- Izotópok száma ( ugyanazon elem atomjai különböző neutronszámmal): 35
- A leggyakoribb izotópok: Nb-93 (100 százalékos természetes bőség)
Előzmények
A nióbiumnak van egy tekervényes története. John Winthrop 1734-ben felfedezett egy ércet Massachusetts-ben, és Angliába küldte. Az ásvány évekig a British Museum gyűjteményében ült, amíg 1801-ben Charles Hatchett elemezte. Új elemet fedezett fel az ércben, és Kolumbiáról, Amerika költői nevéről Kolumbiumot nevezte el. 1809-ben William Hyde Wollaston angol vegyész összehasonlította a kolumbitot egy másik ásványi anyaggal, a tantalittal, és kijelentette, hogy a kolumbium valójában a tantál eleme. A két elem nagyon hasonló, mindig együtt találhatók és nehezen izolálhatók.
1844-ben Heinrich Rose, a kolumbit és a tantalit mintáival dolgozva, két új, de nagyon hasonló savat állított elő, amelyek megnevezte a niobinsavat és a pelopinsavat. Az elemet átnevezte niobiumnak. Húsz évvel később Jean Charles Galissard de Marignac svájci kémikus izolálta a fém-nióbiumot a klorid hidrogénatmoszférában történő melegítésével.
Az elemet az Egyesült Államokban körülbelül 100 évig kolumbiumnak (Cb szimbólum) hívták, miközben niobiumnak hívták Európában. 1949-ben a Tiszta és Alkalmazott Kémia Nemzetközi Szakszervezete kompromittálta és hivatalosan elfogadta a niobiumot az elem neveként, tiszteletben tartva az európai felhasználást. Viszont az unió elfogadta a wolfrám helyett a volfrámot a 74-es elem (amely még mindig W jelet viseli, tiszteletben tartva az amerikai használatot. Sok kohász és fémtársaság azonban továbbra is kolumbiumként említi a nióbiumot.
Ki tudta?
- A nióbiumot elnevezik a könnyek görög istennője, Niobe, aki Tantalus király lánya volt, a Királyi Kémiai Társaság szerint, az elem hasonlósága miatt a tantálhoz (a király nevét viseli).
- Niobium és Az tantál szinte mindig együtt található a természetben, állítja az amerikai geológiai felmérés (USGS).
- A Tiszta és Alkalmazott Kémia Nemzetközi Uniója a Los Alamos Nemzeti Laboratórium adatai szerint 1950-ben vette át hivatalosan a niobium nevet. Az elem másik neve, a columbium azonban napjainkban is széles körben elterjedt.
- Az USGS szerint Brazíliában és Kanadában szinte az összes nióbiumot bányászzák. A niobium becsült mennyisége a Föld kérgében úgy gondolják, hogy a következő öt évszázadon át tart.
- Lenntech szerint míg a nióbiumpor egyes vegyületei szem- és bőrirritációt okozhatnak, a nióbiummal való munkavégzésnek nincsenek súlyos esetei. A nióbiumnak nincsenek ismert környezeti hatásai sem.
- Az USGS szerint a nióbium közel 80 százalékát az acéliparban használják nagy szilárdságú, alacsonyan ötvözött acélok létrehozására. A nióbium alkalmazása ezekben az ötvözetekben növeli az acélok “mechanikai és magas hőmérsékleti szilárdságát, szívósságát és korrózióállóságát.
- A nióbium egyéb felhasználási módjai a Chemicool szerint magukba foglalják a csővezeték építését, a hőálló berendezések szuperötvözeteit, beleértve sugárhajtóművekben és ékszerekben.
- A niobium, a volfrám, a molibdén, a tantál és a rénium az öt tűzálló fém néven ismert a Chemicool szerint. Ezek a fémek mind nagyon ellenállnak a hőnek és a kopásnak.
Jelenlegi kutatások
A nióbiumot tulajdonságainak sokfélesége miatt több kutatási területen használják. Az egyik ilyen kutatás a mágnesek létrehozása. Az egyik legerősebb szupravezető mágnes a világban nióbium ötvözetből készült huzalokat használnak, például nióbium-ón és nióbium-titán, a National High Magnetic Field Laboratory szerint. A 2,3 tonnás mágnes háromféle huzaltekercsből készül, kettő nióbiummal, és 32 tesla térerősségű (a Föld mágneses mezőjének erőssége a a bolygó felülete 30 és alig több mint 60 mikrotabletta vagy 30×10-6 és 60×10-6 tesla között mozog).
A szupravezető mágnes egyik ilyen felhasználása a mágneses rezonancia képalkotás (MRI) vagy a spektroszkópia (MRS) szerint. egy 2018-as szabadalomhoz. A szupravezető mágnes a nióbium-titán huzaltekercsekkel kezdeti mágneses teret hoz létre, és további nióbium-ón huzal tekercsek a másodlagos mágneses mező létrehozására. A két mező együtt erősebb mágneses teret hoz létre, mint a hagyományosabb nióbium-titán szupravezető mágnes.