Niob to błyszczący, biały metal, który zazwyczaj tworzy warstwę na swojej powierzchni pod wpływem powietrza, zmieniając odcienie niebieskiego, zielonego lub żółtego, według Chemicool. Ma szeroki zakres zastosowań, od biżuterii hipoalergicznej, przez silniki odrzutowe, po magnesy nadprzewodzące.
Tylko fakty
- Liczba atomowa (liczba protonów w jądrze): 41
- Symbol atomowy (włączony układ okresowy pierwiastków): Nb
- Masa atomowa (średnia masa atomu): 92,906
- Gęstość: 8,57 grama na centymetr sześcienny
- Faza w pomieszczeniu temperatura: ciało stałe
- Temperatura topnienia: 4491 stopni Fahrenheita (2477 stopni Celsjusza)
- Temperatura wrzenia: 8571 stopni F (4744 stopni C)
- Liczba izotopów ( atomów tego samego pierwiastka z różną liczbą neutronów): 35
- Najpopularniejsze izotopy: Nb-93 (100% naturalnej obfitości)
Historia
Niob ma zawiłą historię. John Winthrop odkrył rudę w Massachusetts w 1734 roku i wysłał ją do Anglii. Minerał znajdował się w kolekcji British Museum przez lata, aż został przeanalizowany w 1801 roku przez Charlesa Hatchetta. Odkrył nowy pierwiastek w rudzie i nazwał go columbium po Kolumbii, poetyckiej nazwie Ameryki. W 1809 roku angielski chemik William Hyde Wollaston porównał kolumbit z innym minerałem, tantalitem i oświadczył, że kolumbij jest w rzeczywistości pierwiastkiem tantalu. Te dwa pierwiastki są bardzo podobne, zawsze występują razem i trudno je wyodrębnić.
W 1844 roku Heinrich Rose, pracując z próbkami kolumbitu i tantalitu, wyprodukował dwa nowe, oddzielne, ale bardzo podobne kwasy, które nazwał kwas niobowy i kwas pelopowy. Zmienił nazwę elementu niob. Dwadzieścia lat później szwajcarski chemik Jean Charles Galissard de Marignac wyizolował metaliczny niob przez ogrzewanie chlorku w atmosferze wodoru.
Pierwiastek ten był nazywany w Stanach Zjednoczonych przez około 100 lat kolumbijką (symbol Cb), podczas gdy w Europie nazywano niobem. W 1949 roku Międzynarodowa Unia Chemii Czystej i Stosowanej skompromitowała i oficjalnie przyjęła niob jako nazwę pierwiastka, z szacunkiem dla europejskiego użycia. Z kolei związek przyjął wolfram zamiast wolfram jako nazwę dla pierwiastka nr 74 (który nadal nosi symbol W), z szacunkiem dla amerykańskich zwyczajów. Jednak wielu metalurgów i stowarzyszeń metalurgicznych nadal określa niob jako kolumbij.
Kto wiedział?
- Niob nosi nazwę dla greckiej bogini łez, Niobe, która była córką króla Tantala, według Królewskiego Towarzystwa Chemii, ze względu na podobieństwo pierwiastka do tantalu (nazwanego na cześć króla).
- Niob i Według US Geological Survey (USGS) tantal prawie zawsze występuje razem w przyrodzie.
- Międzynarodowa Unia Chemii Czystej i Stosowanej oficjalnie przyjęła nazwę niob w 1950 r., według Los Alamos National Laboratory. Jednak inna nazwa pierwiastka, kolumbij, jest nadal szeroko stosowana.
- Według USGS prawie cały niob wydobywa się w Brazylii i Kanadzie. Szacunkowa ilość niobu w skorupie ziemskiej Uważa się, że będzie trwać przez następne pięć wieków.
- Według Lenntech, chociaż niektóre związki pyłu niobu mogą powodować podrażnienia oczu i skóry, nie są znane żadne poważne skutki pracy z niobem. Nie są również znane żadne skutki środowiskowe niobu.
- Według USGS prawie 80 procent niobu jest wykorzystywane w przemyśle stalowym do wytwarzania stali niskostopowych o wysokiej wytrzymałości. Zastosowanie niobu w tych stopach zwiększa mechaniczną i wysokotemperaturową wytrzymałość, ciągliwość i odporność na korozję stali.
- Inne zastosowania niobu, według Chemicool, obejmują konstrukcję rurociągów, nadstopy do urządzeń żaroodpornych, w tym silniki odrzutowe i biżuteria.
- Niob, wolfram, molibden, tantal i ren są według Chemicool znane jako pięć metali ogniotrwałych. Wszystkie te metale mają bardzo wysoką odporność na ciepło i zużycie.
Aktualne badania
Niob, ze względu na różnorodne właściwości, jest używany w kilku obszarach badań. Jednym z takich badań jest tworzenie magnesów. Jeden z najsilniejszych magnesów nadprzewodzących w World używa drutów ze stopów niobu, takich jak niob-cynowy i niob-tytan, zgodnie z National High Magnetic Field Laboratory. 2,3-tonowy magnes jest wykonany z cewek trzech rodzajów drutu, dwóch z niobem i osiąga natężenie pola 32 tesli (siła pola magnetycznego Ziemi na powierzchnia planety waha się od 30 do nieco ponad 60 mikrotesli lub od 30×10-6 do 60×10-6 tesli).
Jednym z takich zastosowań magnesu nadprzewodzącego jest obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (MRI) lub spektroskopia (MRS), zgodnie z do patentu 2018. Magnes nadprzewodzący wykorzystuje cewki z drutu niobowo-tytanowego do wytworzenia początkowego pola magnetycznego oraz dodatkowe cewki z drutu niobowo-cynowego do wytworzenia wtórnego pola magnetycznego. Te dwa pola łączą się, tworząc silniejsze pole magnetyczne niż bardziej tradycyjny magnes nadprzewodzący niobowo-tytanowy.