Niobium är en blank, vit metall som vanligtvis bildar en film på ytan när den utsätts för luft och blir nyanser av blått, grönt eller gult, enligt Chemicool. Den har ett brett spektrum av användningsområden från användning i allergivänliga smycken till jetmotorer till supraledande magneter.
Bara fakta
- Atomnummer (antal protoner i kärnan): 41
- Atomsymbol (på elementens periodiska system): Nb
- Atomvikt (atomens genomsnittliga massa): 92,906
- Densitet: 8,57 gram per kubikcentimeter
- Fas i rummet temperatur: Fast
- Smältpunkt: 4491 grader Fahrenheit (2477 grader Celsius)
- Kokpunkt: 8.571 grader F (4.744 grader C)
- Antal isotoper ( atomer av samma element med olika antal neutroner: 35
- Vanligaste isotoper: Nb-93 (100 procent naturlig överflöd)
Historia
Niob har en invecklad historia. John Winthrop upptäckte en malm i Massachusetts 1734 och skickade den till England. Mineralet satt i British Museum-samlingen i flera år tills det analyserades 1801 av Charles Hatchett. Han upptäckte ett nytt element i malmen och kallade det columbium efter Columbia, det poetiska namnet på Amerika. 1809 jämförde William Hyde Wollaston, en engelsk kemist columbite med ett annat mineral, tantalit, och förklarade att columbium faktiskt var grundämnet tantal. De två elementen är mycket lika, finns alltid tillsammans och är svåra att isolera.
1844 producerade Heinrich Rose, som arbetade med prover av columbite och tantalit, två nya separata, men mycket lika syror, som han namngav niobinsyra och pelopsyra. Han döpte om elementet till niob. Tjugo år senare isolerade den schweiziska kemisten Jean Charles Galissard de Marignac metalliskt niob genom att värma kloriden i en väteatmosfär.
Elementet kallades columbium (symbol Cb) i USA i cirka 100 år, medan det kallades niob i Europa. 1949 komprometterade den internationella unionen för ren och tillämpad kemi och antog officiellt niob som elementets namn, med hänsyn till europeisk användning. I sin tur accepterade unionen volfram snarare än wolfram som namnet på element nr 74 (som fortfarande bär symbolen W), med hänsyn till amerikansk användning. Många metallurger och metallföreningar hänvisar dock fortfarande till niob som columbium.
Vem visste?
- Niob heter för den grekiska tårgudinnan, Niobe, som var dotter till kung Tantalus, enligt Royal Society of Chemistry, på grund av elementets likheter med tantal (uppkallad efter kungen).
- Niobium och Tantal finns nästan alltid tillsammans i naturen, enligt US Geological Survey (USGS).
- International Union of Pure and Applied Chemistry antog officiellt namnet niob 1950, enligt Los Alamos National Laboratory. Elementet ”andra namn, columbium, används dock fortfarande i stor utsträckning idag.
- Enligt USGS bryts nästan allt niob i Brasilien och Kanada. Den beräknade mängden niob i jordskorpan tros hålla i de närmaste fem århundradena.
- Enligt Lenntech, medan vissa föreningar av niobdamm kan orsaka ögon- och hudirritation, finns det inga kända fall av några allvarliga effekter av att arbeta med niob. Det finns inte heller några kända miljöeffekter av niob.
- Enligt USGS används nästan 80 procent av niob i stålindustrin för att skapa höghållfasta låglegerade stål. Användningen av niob i dessa legeringar ökar stålets ”mekaniska och höga temperaturhållfasthet, seghet och korrosionsbeständighet.
- Andra användningar av niob, enligt Chemicool, inkluderar rörledningskonstruktion, superlegeringar för värmebeständig utrustning inklusive jetmotorer och smycken.
- Niob, volfram, molybden, tantal och rhenium är enligt Chemicool kända som de fem eldfasta metallerna. Dessa metaller har alla mycket hög motståndskraft mot värme och slitage.
Aktuell forskning
Niob används på grund av dess många olika egenskaper inom flera forskningsområden. En sådan forskning är att skapa magneter. En av de starkaste supraledande magneterna i världen använder nioblegeringstrådar, såsom niob-tenn och niob-titan, enligt National High Magnetic Field Laboratory. 2,3-ton magneten är gjord av spolar av tre typer av tråd, två med niob, och når fältstyrkor på 32 teslas (styrkan av jordens magnetfält på planetens yta sträcker sig från 30 till drygt 60 mikroteslas eller 30×10-6 till 60×10-6 teslas).
En sådan användning för en supraledande magnet är i magnetisk resonanstomografi (MRI) eller spektroskopi (MRS), enligt till ett patent 2018. Den supraledande magneten använder niob-titan-trådspolar för att skapa ett initialt magnetfält och ytterligare spolar av niob-tenntråd för att skapa ett sekundärt magnetfält. De två fälten kombineras för att skapa ett starkare magnetfält som den mer traditionella niob-titan supraledande magneten.