Niobijev trak: proizvodnja, lastnosti, uporaba

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Niobij je kemični element z 41 serijskimi številkami. Prvič so ga odkrili v začetku 19. stoletja, vendar se je njegovo priznanje zavleklo za 150 let. Šele leta 1950 je bil z odločitvijo Mednarodne zveze uporabne in teoretične kemije atomu dodeljena lastna celica v periodnem sistemu Mendelejeva.

Za uporabo uporabnih lastnosti elementa v industriji je iz njega izdelan niobijev trak. Sam po sebi nima nič edinstvenega. Njegov polni potencial se razkrije pri ustvarjanju zlitin, raztopin in drugih kompozicij.

rudarjenje niobija

Obogatitev niobijevih rud je zelo zapleten in drag proces. To je zato, ker njegova vsebnost v eni toni kamnine ne presega 24 gramov. Poleg tega je element zelo težko ločiti od tantala zaradi podobnih kemičnih lastnosti.

V naravnih razmerah se pojavlja le v razpršeni obliki - v magmatskih kamninah in kristalih, pa tudi v sestavi nekaterih mineralov - piroklor, loparit, kolumbit-tantalit. Ta element periodnega sistema se pridobiva predvsem izpredstavljene spojine. Proizvodnja niobija je sestavljena iz treh stopenj:

1. Raziščite kamnine z visoko vsebnostjo niobija.
2. Ločitev niobija od tantala, pridobivanje njihovih čistih spojin.
3. Obnova in čiščenje kovine in njenih zlitin pred nečistočami.

Proizvodni cikel temelji na visokotemperaturnih toplotnih procesih z uporabo aluminija, natrija ali ogljika. Neposredno niobijeve trakove dobimo s stiskanjem prahu, sintranjem praškastih "kock" v vakuumu, pa tudi s taljenjem z električnim žarkom.

koristne lastnosti

Zaradi svojih izjemnih lastnosti se niobij uporablja v številnih panogah. Da bi olajšali postopek vnosa elementa v formulo osnovne sestave, se izdelujejo različni valjani izdelki, vključno z niobijevim trakom. Glavna aktivna sestavina v tem primeru je niobijev karbid, ki ugodno vpliva na mehanske lastnosti materialov.

Za legiranje ene tone jekla je potrebnih le 200 gramov niobija. Nastalo zlitino odlikuje visoka trdota in duktilnost, nizka krhkost in boljša odpornost proti koroziji. Element se uporablja tudi za zaščito neželeznih kovin, zlasti aluminija, pred alkalijami in kislinami.

Uporaba niobija

Niobijev trak se najpogosteje uporablja kot legirni dodatek pri ustvarjanju zlitin tako iz barvnih kot iz železnih kovin. Glavna področja uporabe niobija so raketna znanost, radio in elektronski inženiring, kemijaaparaturno, letalsko in vesoljsko inženirstvo.

Uporaba kovinskega ali čistega niobija je posledica številnih njegovih uporabnih lastnosti. Med njimi izstopajo ognjevzdržnost, odpornost proti koroziji, sposobnost povečanja toplotne odpornosti materialov in njihova prevodnost.

Edinstvena kakovost, ki jo ima niobijev trak, je skoraj nična interakcija z izotopi urana pri temperaturah do 1100 stopinj Celzija. Poleg tega ima atom nizko umetno radioaktivnost. Vse to omogoča, da se uporablja za zaščito jedrskih reaktorjev, kot tudi zabojnikov za shranjevanje izrabljenega radioaktivnega goriva.

izdelki iz niobija

Izdelki iz kovinskega niobija se večinoma uporabljajo za zadovoljevanje potreb jedrske industrije. Tu se iz njega pridobivajo lupine za gorive elemente urana in plutonija, posode za shranjevanje tekočih kovin, radioaktivne odpadke.

Izdelki iz niobija se uporabljajo za izdelavo težke računalniške opreme. Z njegovo pomočjo se zmanjša upor prevodnikov, s čimer dobimo kriotrone - računalniške elemente z visoko prevodnostjo. V Avstriji so za kovanje zbirateljskih kovancev uporabljali zlitino srebra in niobija.