Niobiu (Nb), element chimic, metal refractar din grupa 5 (Vb) din tabelul periodic, utilizat în aliaje, scule și matrițe și magneți supraconductori. Niobiul este strâns asociat cu tantalul din minereuri și proprietăți.
Datorită marii asemănări chimice a niobiului și tantalului, stabilirea identităților individuale ale celor două elemente a fost foarte dificilă. Niobium a fost descoperit pentru prima dată (1801) într-un eșantion de minereu din Connecticut de către chimistul englez Charles Hatchett, care a numit elementul columbiu în onoarea țării de origine, Columbia fiind un sinonim pentru Statele Unite. În 1844, un chimist german, Heinrich Rose, a descoperit ceea ce el considera a fi un element nou care a avut loc împreună cu tantalul și l-a numit niobiu după Niobe, zeița mitologică care era fiica lui Tantalus. După controverse considerabile, s-a decis că columbul și niobiul sunt același element. În cele din urmă s-a ajuns la un acord internațional (aproximativ 1950) pentru a adopta denumirea de niobiu, deși columbul a persistat în industria metalurgică din SUA.
Niobiul este de aproximativ 10 ori mai abundent în crusta Pământului decât este tantalul. Niobiul, mai abundent decât plumbul și mai puțin abundent decât cuprul în scoarța terestră, apare dispersat, cu excepția relativ puține minerale. Dintre aceste minerale, principala sursă comercială reprezintă seria columbit-tantalită, în care columbitul (FeNb 2 O 6) și tantalita (FeTa 2 O 6) sunt reprezentate de raporturi extrem de variabile. Pyrochlore, un niobat de sodiu de calciu, este de asemenea principala sursă comercială. Niobiul natural apare în întregime ca izotop stabil al niobiei-93.
Procedurile de producție pentru niobiu sunt complexe, problema majoră fiind separarea sa de tantal. Separarea de tantal, atunci când este necesar, se face prin extragerea solventului într-un proces lichid-lichid; niobiul este apoi precipitat și prăjit la pentoxidul de niobiu, care este redus la pulberea de niobiu prin procedee metalotermice și de hidratare. Pulberea este consolidată și purificată în continuare prin topirea fasciculului de electroni. Sinterizarea sub vid a pulberii este, de asemenea, utilizată pentru consolidare. Niobiul poate fi obținut de asemenea prin electroliza sărurilor topite sau prin reducerea complexelor de fluor cu un metal foarte reactiv, cum ar fi sodiu. (Pentru informații despre extracție, recuperare și aplicații de niobiu, a se vedea prelucrarea niobiului.)
Metalul pur este moale și ductil; pare oțel sau, când este lustruit, ca platina. Deși are o rezistență excelentă la coroziune, niobiul este susceptibil la oxidare peste 400 ° C (750 ° F). Niobiul poate fi cel mai bine dizolvat într-un amestec de acizi azotici și hidrofluorici. Complet miscibil cu fierul, acesta este adăugat sub formă de ferroniobiu la unele oțeluri inoxidabile pentru a oferi stabilitate la sudare sau încălzire. Niobiul este folosit ca element de aliere major în superligurile pe bază de nichel și ca aditiv minor, dar important pentru oțelurile cu o rezistență ridicată, cu aliaje mici. Datorită compatibilității sale cu uraniul, rezistenței la coroziune prin lichidele de răcire alcalino-metalice topite și secțiunea transversală a neutronilor termici, a fost utilizat singur sau aliat cu zirconiu în placări pentru nucleele reactorului nuclear. Carburile cimentate utilizate ca matrițe de presare la cald și unelte de tăiere sunt îngreunate și mai rezistente la șoc și eroziune prin prezența de niobiu. Niobiul este util în construirea dispozitivelor electronice criogenice (la temperatură scăzută) cu consum redus de energie. Niobium-tin (Nb 3 Sn) este un superconductor sub 18,45 Kelvins (K), iar metalul niobiu în sine, sub 9,15 K.
Compușii cu niobiu au o importanță relativ mică. Cei care se găsesc în natură au starea de oxidare +5, dar compuși cu stări de oxidare mai mici (+2 până la +4) au fost pregătiți. Pentru fabricarea carburilor cimentate se utilizează, de exemplu, niobiu încărcat de patru ori.
Proprietățile elementului
| numar atomic | 41 |
|---|---|
| greutate atomica | 92.906 |
| punct de topire | 2.468 ° C (4.474 ° F) |
| Punct de fierbere | 4.927 ° C (8.901 ° F) |
| gravitație specifică | 8,57 (20 ° C) |
| stări de oxidare | +2, +3, +4, +5 |
| configurarea electronilor. | [Kr] 4d 4 5s 1 |
