Taśma niobu: produkcja, właściwości, zastosowanie

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Niob to pierwiastek chemiczny o 41 numerach seryjnych. Po raz pierwszy odkryto go na początku XIX wieku, ale jego rozpoznanie opóźniło się o 150 lat. Dopiero w 1950 roku decyzją Międzynarodowej Unii Chemii Stosowanej i Teoretycznej atomowi przydzielono własną komórkę w układzie okresowym Mendelejewa.

Aby wykorzystać użyteczne właściwości elementu w przemyśle, wykonuje się z niego pasek niobu. Sam w sobie nie ma nic wyjątkowego. Jego pełny potencjał ujawnia się podczas tworzenia stopów, roztworów i innych kompozycji.

Wydobycie niobu

Wzbogacanie rud niobu to bardzo złożony i kosztowny proces. Dzieje się tak dlatego, że jego zawartość w jednej tonie skały nie przekracza 24 gramów. Ponadto pierwiastek jest bardzo trudny do odróżnienia od tantalu ze względu na podobne właściwości chemiczne.

W warunkach naturalnych występuje tylko w postaci rozproszonej - w skałach magmowych i kryształach, a także w składzie niektórych minerałów - pirochloru, loparytu, kolumbitu-tantalitu. Ten element układu okresowego jest wydobywany głównie zprezentowane związki. Produkcja niobu składa się z trzech etapów:

1. Odkrywaj skały o wysokiej zawartości niobu.
2. Oddzielenie niobu od tantalu, uzyskanie ich czystych związków.
3. Regeneracja i oczyszczanie metalu i jego stopów z zanieczyszczeń.

Cykl produkcyjny opiera się na wysokotemperaturowych procesach termicznych z wykorzystaniem aluminium, sodu lub węgla. Bezpośrednio paski niobu uzyskuje się poprzez prasowanie proszku, spiekanie „kostek” proszku w próżni, a także topienie łuku elektrycznego.

Przydatne właściwości

Ze względu na swoje wyjątkowe właściwości, niob jest używany w wielu gałęziach przemysłu. Aby ułatwić proces wprowadzania pierwiastka do formuły składu bazowego, produkowane są różne wyroby walcowane, w tym pasek niobu. Głównym składnikiem aktywnym w tym przypadku jest węglik niobu, który korzystnie wpływa na właściwości mechaniczne materiałów.

Do stopu jednej tony stali potrzeba tylko 200 gramów niobu. Powstały stop wyróżnia się wysoką twardością i ciągliwością, niską kruchością oraz lepszą odpornością na korozję. Element służy również do ochrony metali nieżelaznych, w szczególności aluminium, przed alkaliami i kwasami.

Użycie niobu

Taśma niobu jest najczęściej używana jako dodatek stopowy do tworzenia stopów zarówno z metali nieżelaznych, jak i żelaznych. Główne obszary zastosowania niobu to nauka rakietowa, radio i elektronika, chemiainżynieria aparatury, lotnictwo i inżynieria kosmiczna.

Zastosowanie metalicznego lub czystego niobu wynika z wielu jego użytecznych właściwości. Wśród nich wyróżnia się ogniotrwałość, odporność na korozję, zdolność do zwiększania odporności cieplnej materiałów oraz ich zdolność przewodzenia.

Unikalną cechą paska niobu jest prawie zerowa interakcja z izotopami uranu w temperaturach do 1100 stopni Celsjusza. Ponadto atom ma niską radioaktywność sztuczną. Wszystko to pozwala na wykorzystanie go do ochrony reaktorów jądrowych, a także pojemników do przechowywania wypalonego paliwa radioaktywnego.

Produkty z niobu

Produkty z niobu z metalu są wykorzystywane głównie do zaspokojenia potrzeb przemysłu jądrowego. Tutaj pozyskuje się z niego skorupy na elementy paliwowe uranowe i plutonowe, pojemniki do przechowywania ciekłych metali, odpady radioaktywne.

Produkty z niobu są używane do tworzenia sprzętu komputerowego o dużej wytrzymałości. Z jego pomocą zmniejsza się opór przewodników, uzyskując w ten sposób kriotrony - elementy komputerowe o bardzo wysokiej przewodności. W Austrii do bicia monet kolekcjonerskich używano stopu srebra i niobu.