نیوبیوم-Niobium-کلمبیوم-ابر رسانا-ابر هادی-کاربرد آن در فولادهای ضد زنگ و سوپرآلیاژ

نیوبیوم-Niobium که به عنوان کلمبیوم (Colubium) نیز شناخته می شود، یک عنصر شیمیایی با نماد Nb یا (Cb سابق) و شماره اتمی 41 است. نیوبیوم یک فلز واسطه خاکستری روشن، بلوری و شکل پذیر است. نیوبیوم خالص دارای درجه سختی Mohs مشابه تیتانیوم خالص است.

نیوبیوم

و قابلیت شکل پذیری آن مشابه آهن است. نیوبیوم در جو زمین بسیار آهسته اکسید می شود. از این رو کاربرد آن در جواهرات به عنوان یک جایگزین ضد آلرژی برای نیکل در نظر گرفته می شود.

از نیوبیوم در ساخت مواد ابررسانای مختلف استفاده می شود. این آلیاژهای ابر رسانا، که حاوی تیتانیوم و قلع نیز هستند. به طور گسترده ای در آهنرباهای ابر رسانای اسکنرهای MRI استفاده می شود. از دیگر کاربردهای نیوبیوم می توان به جوشکاری، صنایع هسته ای، الکترونیک، اپتیک، سکه شناسی و جواهرات اشاره کرد. در دو کاربرد اخیر، سمیت کم و رنگین کمانی ناشی از آندایزاسیون از ویژگی های بسیار مطلوب است. نیوبیوم به عنوان یک عنصر بحرانی در فناوری، در نظر گرفته می شود.

تاریخچه

نوبیوم (که در افسانه های یونان از کلمه نیوبه که دختر تانتلاس بوده است گرفته شده است). در سال 1801 توسط چارلز هاچت کشف شد.هاچت نیوبیوم را در معدن کلومبیت که در دهه 1750 توسط “John Winthorp” که یکی از فرماندهان کنتیکت بود. به انگلستان فرستاده شد، کشف کرد. در آن زمان سردرگمی زیادی در خصوص تغییرات بسیار شبیه به هم در خصوص نیوبیوم و تانتالیوم وجود داست. که تا سال 1846 که چارلز ماریگناک و هاینریش روسه این عنصر را مجدداً کشف کردند، حل نشده باقی ماند. در سال 1864 شخصی به نام “Christian Blomstrand” اولین کسی بود که فلز آن را آماده ساخت. وی این عمل را با کاهش کلرید نوبیوم توسط حرارت دادن آن در اتمسفر هیدروژنی انجام داد.

کلومبیوم نامی بود که هاچت به این عنصر داده بود. اما انجمن International Union of Pure and Applied Chemistry به اسم رسمی نام نوبیوم. را در سال 1950 بعد از حدوداً صد سال مباحثه برای این عنصر برگزید. بسیاری از انجمنهای شیمی و سازمان های دولتی نام رسمی انجمن IUPAC را برای این عنصر بکار بردند. در حالی که بسیاری از فلز شناسان و بیشتر تولیدکنندگان اقتصادی آمریکایی. هنوز این فلز را با نام اصلی کلمبیوم می نامند.

خصوصیات قابل توجه

نیوبیوم یک فلز خاکستری و هادی جریان الکتریسیته است. که هنگامی که برای مدت زمانی در دمای اتاق در معرض هوا قرار بگیرد. به رنگ آبی کمرنگ در می آید. خصوصیات شیمیایی نوبیوم کم و بیش همانند خصوصیات شیمیایی تانتالیوم می باشد. که در جدول تناوبی در زیر نیوبیوم قرار دارد.

حتی در دمای معمولی نیز نیوبیوم باید در یک فضای محافظت شده قرار گیرد. این فلز در هوا در 200 درجه سانتی گراد اکسید شده. و حالت های اکسیداسیون آن عبارتند از +2 و +3و+5.

نیوبیوم عنصری است فلزی، با عدد اتمی 41، در گروه VB و دوره پنجم جدول تناوبی جای دارد. جرم اتمی 92.9064 ظرفیت ها 5،4،3،2. ایزوتوپ پایدار ندارد.

مشخصات

فلز شکل پذیر چکش خوار سفید مایل به خاکستری، در دمای اتاق از جلا نمی افتد یا کسیده نمی شود. جرم حجمی 8.57، نقطه ذوب 2468. فقط هنگامی که گرم شود با هالوژنها و اکسیژن واکنش پذیر می شود. تا 100 درجه اسید نیتریک بر آن اثر ندارد.

محل کشف

دو کانی اصلی آن یکی کلمبیت و دیگری پیروکلرو است. تولید کنندگان اصلی کنستانتره کانی نیوبیوم کشورهای برزیل و کانادا بوده. و ذخایر گسترده ای از کانسارهای این فلز در نیجریه. جمهوری دموکراتیک کنگو و روسیه یافتت می شود.

ایزوتوپ ها

نیوبیوم طبیعتاً تنها یک ایزوتوپ ترکیبی پایدار دارد (Nb-93). پایدارترین ایزوتوپ رادیو اکتیو آن Nb-92 می باشد. که عمر تجزیه آن 34.7 میلیون سال است. Nb-94 نیمه عمر 20300 سال و Nb-91 نیمه عمر 680 سال. همچنین یک ایزوتوپ حالت متا در 0.031 ولت الکترون وجود دارد. که عمر تجزیه آن 16.3 سال می باشد. 23 ایزوتوپ رادیواکتیوی دیگر نیز شناسایی شده اند که عمر تجزیه پذیری اکثر آنها کمتر از 2 ساعت می باشد. حالت تجزیه اولیه قبل از ایزوتوپ پایدار Nb-93 تسخیر الکترونی است و حالت اولیه بعد از حذف بتا با حذف نیوتون در حالت اولیه از دو حالت زوال و تجزیه Nb-104 و 109 و 110 اتفاق می افتد.

کاربرد

از این فلز در ساخت آلیاژهای مغناطیسی و ابررسانا، موشک ها، سرمت، راکت ها، وسایل سرمازایی استفاده می شود.

یکی از مواد مورد استفاده نیوبیوم. در فلزات ضد زنگ بوده و به عنوان آلیاژ فلزات غیر آهنی بکار می رود. این آلیاژها بسیار قوی بوده، معمولاً برای ساخت خطوط لوله به کار می روند.

این فلز مقطع عرضی کمی در برابر نوترون های گرمایی داشته، بنابراین در صنایع هسته ای کاربرد دارد. این فلز همچنین برای جوشکاری طاقها و میله های ضد زنگ نیز کاربرد دارد.

به دلیل رنگ آبی آن به عنوان آلیاژ در صنعت طلا و جواهر کاربرد دارد.

مقدار قابل توجهی از این فلز به صورت خالص در نیکل و کبالت و آهن. برای ساخت آلیاژهای سنگین که در اجزای موتورهای جت. موشک ها و دیگر تجهیزاتی که مقاومت بالا در مقابل گرما باید داشته باشند، بکار می رود. مثلاً سیستم های پیشرفته ساختار فضایی نظیر آنچه که در برنامه نجومی Gemini بکار می رود. از این فلز استفاده می کنند.

همچنین نیوبیوم به عنوان یک جایگزین برای باتری ها و خازن ها بکار می رود. نیوبیوم در دماهای پایین و برودتی به عنوان یک ابر رسانا عمل می کند. در فشار جو بالاترین دمای بحرانی را در عناصر ابر هادی دارد.

همچنین یکی از سه عنصر ابر هادی از نوع دوم می باشد. (دو عنصر دیگر عبارتند از وانادیوم و تکنتیوم). این بدان معناست که این عنصر در زمانی که در معرض مغناطیسی قوی قرار بگیرد، همچنان ابرهادی باقی می ماند.

آلیاژهای نیوبیوم-تیتانیم و (نیوبیوم قلع) برای کابل های مغناطیسی ابرهادی که حالت مغناطیسی بالایی را تولید می کنند، کاربرد دارند.

هشدارها

نیوبیوم شامل ترکیباتی است که اکثر مردم با آنها تماسی ندارند. ولی آنها بسیار سمی بوده و باید با حتیاط از آنها استفاده شود. غبار فلز نیوبیوم برای پوست و چشم خطرناک بوده و قابل اشتعال است. نیوبیوم هیچ نقش بیولوژیکی ندارد.

فولاد رسول دلاکان

با سالها تجربۀ ارزشمند و گرانبها در عرصه تأمین و توزیع انواع ورق آلیاژی و انواع فولاد آلیاژی. با گواهینامه ها و آنالیزهای معتبری که ضمیمه محصولاتش به مشتریان خویش ارائه داده است. توانسته رضایتمندی مشتریان خویش را همواره فراهم آورد.

صنعتگر شریف و گرامی از اینکه ما را جهت خرید کالا (فولاد آلیاژی) مورد نیاز خویش. انتخاب می نمایید از شما سپاسگزاریم.

ارتباط با ما
09122136675 – 02128423820-09922704358
واتس آپ: 09122136675
اینستاگرام: fooladdalakan
ایمیل : [email protected]