Ніобій

Відео: Ніобій. Хімічні та фізичні властивості

Загальна характеристика
ніобій (Рус. ніобій, англ. Niobium, ньому. Niob n, Niobium n) - хімічний елемент, символ Nb, ат. н. 41- ат.м. 92,9064. Світло-сірий блискучий пластичний метал. Хімічно неактивний. Щільність 8,570- t плав 2500 ° С, t кип 4927 ° С. При взаємодії з галогенами утворює галогеніди. Н. - літофільні елемент, пов`язаний з гранітними, нефелін-сіенітових, ультраосновнимі лужними породами і карбонатитами. Його кларк в земній корі 2 • 10 -3% мас. Тісно асоціює з Так, утворюючи разом з ним більше 50 мінералів. Найважливіші мінерали: група колумбіту-Танталіту (Fe, Mn) (Nb, Ta) 2 O 6, пірохлор (Ca, Na) (Nb, Ta, Ti) 2 O 6 (OH, F), лопаріт (Na, Ce, Ca ) 2 (Ti, Nb, Ta) O 3.
Історія
За хім. властивостями близький до танталу. Ніобій і тантал завжди зустрічаються разом. У 1801 р англійським хіміком Ч. Гатчета з мінералу, знайденого в Колумбії, вперше був виділений оксид нового елемента, названий Колумбією. У 1802 р шведський хімік А. Екеберг виділив схожий оксид іншого елемента, названого танталом. Обидва елементи вважалися ідентичними, але в 1844 р Г. Розе довів, що у всіх мінералах поряд з танталом присутній ще один елемент, вельми близький до нього за властивостями, який був їм названий ніобієм. Колумбіт Гатчета виявився сумішшю ніобію і танталу, але назва колумбіт аж до 1949 р зберігалася за ніобієм, поки не було прийнято рішення залишити за елементом назву ніобій.
походження назви
Названий на честь Ниоби дочки Тантала.
Кристали ніобію.

властивості
Фізичні властивості
Щільність 8,570- t плав 2500 ° С, t кип 4927 ° С. З добавками Sn, Zr, Ge відрізняється надпровідність при низьких температурах (180 К). Тугоплавкий. Пластичний, зберігає міцність при високих температурах.
Хімічні властивості


За хімічним властивостям близький до танталу. Хімічно неактивний. Н. надзвичайно стійкий на холоді і при невеликому нагріванні до дії багатьох агресивних середовищ, в т.ч. і кислот. Н. розчиняє тільки плавикова кислота, її суміш з азотною кислотою і лугу. Амфотерний.
отримання
Найважливіші мінерали: група колумбіту-Танталіту (Fe, Mn) (Nb, Ta) 2 O 6, пірохлор (Ca, Na) (Nb, Ta, Ti) 2 O 6 (OH, F), лопаріт (Na, Ce, Ca ) 2 (Ti, Nb, Ta) O 3. Їх переробляють алюмо - або силікотермічеським відновленням на силикомарганец (40-60% Nb) і ферротанталоніобій. Металевий ніобій отримують з рудних концентратів за складною технологією в три стадії:

розщеплення концентрату,
поділу ніобію і танталу і отримання їх чистих хімічних сполук,
відновлення і рафінування металевого ніобію і його сплавів. Основні промислові методи виробництва Nb і сплавів - алюмотермічній, натрійтермічній, карботермічним:
з суміші Nb 2 O 5 і сажі спочатку отримують при 1800 ° C в атмосфері водню карбіди, потім з суміші карбідів і пентаокісу при 1800-1900 ° С у вакуумі - метал.

Для отримання сплавів ніобію в цю суміш додають оксиди легуючих металів-
За іншим варіантом ніобій відновлюють при високій температурі в вакуумі безпосередньо з Nb 2 O 5 сажею.


Натрійтермічнім способом ніобій відновлюють натрієм з K 2 NbF 7,
Алюмінотермічеським - алюмінієм з Nb 2 O 5.
Компактний метал (злиток) виробляють методами порошкової металургії, спікаючи пресовані з порошків таблетки в вакуумі при 2300 ° C або електронно-променевого та вакуумної дугового плавкой-
Монокристали ніобію високої чистоти - отримують електронно-променевого зонної плавкою.
застосування
Н. входить в багатьох жаро- і корозійностійких сплавів. Н. - один з осн. компонентів при легуванні жароміцних сталей. Н. і його сплави використовуються як конструкційні матеріали для деталей реактивних двигунів, ракет, газових турбін, хім. апаратури, електронних приладів, електричних конденсаторів, надпровідних пристроїв.
Ніобати широко застосовують як сегнетоелектрики, п`єзоелектрики, лазерні матеріали. Ніобій широко використовується у вигляді фероніобію, як добавка до нержавіючих сталей. Невелике поперечний переріз захоплення теплових нейтронів (1,1 барн) робить його перспективним конструкційним матеріалом для ядерних реакторів. Ніобати широко застосовують як сегнетоелектрики, п`єзоелектрики, лазерні матеріали.

ніобієві руди
ресурси і запаси танталу
Ресурси і запаси ніобію


Увага, тільки СЬОГОДНІ!