Никель-ниобий
ООО "НКМ Норд", выступая прямым представителем крупного холдинга по производству и поставке цветных металлов и сплавов, которые используются с целью легирования сталей, представляет на рынке Санкт-Петербурга и Москвы высокопрофессиональную продукцию по доступным ценам.
Ниобий сочетает в себе множество полезных физических, механических и технологических свойств, которые определяют его применение от металлургии до ядерной физики. На странице представлено описание данного металла: физические, химические свойства, области применения, марки, виды продукции.
Основные сведения о ниобии
Ниобий (Nb) - химический элемент V группы периодической системы, атомный номер 41, атомная масса 92,90. Блестящий серебристо-серый металл, относящийся к классу тугоплавких. Имеет плотность 8,57 г/см3, температуру плавления tпл. = 2468 °С, температуру кипения tкип. = 4742 °С. Обладает хорошей прочностью, твердостью и пластичностью.
Описываемый химический элемент относится к редким тугоплавким металлам. В рудах всегда присутствует совместно с танталом. Основные минералы - колумбит-танталит, лопарит, пирохлор.
История открытия ниобия
Открытие ниобия было сделано английским ученым Чарльзом Хэтчетом в 1801 г. Тогда этот металл получил название “колумбий”. До 1844 г. считалось, что Ta и Nb являются одним и тем же элементом. Получить Nb в чистом виде удалось лишь в конце XIX века. Это было сделано французским химиком Анри Муассаном путем восстановления оксида ниобия углеродом в электропечи.
Физические свойства ниобия
| Свойство | Значение |
|---|---|
| Атомный номер | 41 |
| Атомная масса, а.е.м | 92,90 |
| Радиус атома, пм | 146 |
| Плотность, г/см³ | 8,57 |
| Молярная теплоемкость, Дж/(K·моль) | 22,44 |
| Теплопроводность, Вт/(м·K) | 53,7 |
| Температура плавления, °С | 2468 |
| Температура кипения, °С | 4742 |
| Теплота плавления, кДж/моль | 26,8 |
| Теплота испарения, кДж/моль | 680 |
| Молярный объем, см³/моль | 10,8 |
| Группа металлов | Тугоплавкий металл |
Химические свойства ниобия
| Свойство | Значение |
|---|---|
| Ковалентный радиус, пм | 164 |
| Радиус иона, пм | (+5e) 69 |
| Электроотрицательность (по Полингу) | 1,6 |
| Электродный потенциал | 0 |
| Степени окисления | 5, 4, 3, 2, 1 |
Марки ниобия и сплавов
Промышленное применение находит ка чистый ниобий, не содержащий никаких легирующих элементов, так и сплавы на его основе.
- Нб1 - ниобий высокой чистоты с количеством Nb - 99,84%; поставляется в виде слитков.
- НбШ00, НбШ0, НбШ1 - чистый ниобий в виде штабиков, содержание Nb составляет 99,77%, 99,56%, 99,37% соответственно.
- НбП, НбП-а, НбП-б - чистый ниобий в виде порошка.
- ВН1, ВН2, ВН2АЭ - сплавы ниобия с молибденом; молибденом и цирконием. Первая марка содержит в своем составе 3,8-52% Mo, вторая - 3,5-4,7% Mo и 0,5-0,9% Zr.
- НбЦ, НбЦУ, Нб5В2МЦ, Нб10В2МЦ, Нб10В5МЦУ - группа сплавов на основе ниобия, в состав которых в разных количествах входят вольфрам, молибден, цирконий, углерод.
Достоинства и недостатки
Достоинства:
- имеет высокую температуру плавления;
- стоек к коррозии во многих химически агрессивных средах;
- имеет хорошие технологические и механические свойства - хорошая пластичность и свариваемость, прочность.
Недостатки:
- относительно небольшой процент содержания в земной коре;
- достаточно высокая стоимость (дешевле, чем тантал, но существенно дороже вольфрама и молибдена).
Применение ниобия
Основные направления использования металла следующие:
- химическая и атомная промышленность;
- металлургия;
- электроника;
- ядерная физика;
- авиастроение.
Высокая прочность и хорошая стойкость к коррозии в том числе и при высоких температурах позволяют применять ниобий в качестве конструкционного материала. Подобное использование характерно для изготовления деталей летательных аппаратов, труб и контейнеров для передачи и хранения жидких металлов, оболочек для радиоактивных тепловыделяющих элементов.
Nb - распространенный легирующий элемент, который позволяет существенно улучшать свойства содержащих его сталей и сплавов. Nb передает в легируемые материалы прочность, коррозионную стойкость, тугоплавкость.
Рассматриваемый металл также применяется в изготовлении конденсаторов - важных элементов электронной промышленности. По своим характеристикам ниобиевые конденсаторы уступают танталовым, однако имеют существенно меньшую цену.
Соединения ниобия Nb3Sn, Nb3Ge, NbN и NbTi применяются для производства сверхпроводников. Такие свойства востребованы в научном оборудовании, используемом, например, в физических экспериментах.
Продукция из ниобия
Современное промышленное производство предлагает практически полный спектр стандартных заготовок, активно используемых в различных областях. Из круглого проката можно выделить ниобиевую проволоку, пруток и трубу. Плоский прокат представляет ниобиевая фольга и лента, листы, полосы. К исходному сырью можно отнести порошок ниобия, который занимает основополагающее место в цепочке производства изделий из данного металла.