Nioobiumi riba: tootmine, omadused, rakendus

Nioobium on 41 seerianumbriga keemiline element. See avastati esmakordselt 19. sajandi alguses, kuid selle tunnustamine lükati edasi 150 aastaks. Ainult 1950. aastal Rahvusvahelise Teadus- ja Teoreetilise Keemia Ühingu otsusega eraldati aatom Mendelejevi perioodilises süsteemis oma rakku. Selle elemendi kasulike omaduste kasutamiseks tööstuses valmistatakse nioobiumribad. Omalt poolt pole tal midagi unikaalset. Kogu selle potentsiaal ilmneb sulamite, lahuste ja muude ühendite loomisel.

Nioobiumi ekstraheerimine

Nioobiumimaagi rikastamine on väga keeruline ja kulukas protsess. Kõik sellepärast, et ühe tonni kalju sisaldus ei ületa 24 grammi. Lisaks on element sarnaste keemiliste omaduste tõttu tantaalist väga raske eristada.

Looduslikes tingimustes leitakse see vaid hajutatud kujul - tardunud kivimites ja kristallides, samuti mõnede mineraalide koostises - pürokloriid, lopariit, kolumbite-tantaliit. Perioodilise süsteemi seda elementi ekstraheeritakse peamiselt esindatud ühenditest. Nioobiumi tootmine koosneb kolmest etapist:

1. Nisuumi sisaldavate ainete suure sisaldusega tõu avamine.
2. Nioobi eraldamine tantaalist, nende puhaste ühendite valmistamine.
3. Metalli ja selle sulamite saamine ja puhastamine lisanditest.

Tootmistsükli aluseks on alumiiniumi, naatriumi või süsinikku kasutavad kõrgtemperatuurilised termoprotsessid. Otseselt nioobiumribasid saadakse pulbri pressimisel, pulbrist "kuubikud" paagutades vaakumis ja ka elektrolüüdi sulatamiseks.

Kasulikud omadused

Tänu oma silmapaistvatele omadustele on nioobium paljudes tööstusharudes kasutusel. Et hõlbustada elemendi lisamist põhikompositsiooni valemisse, valmistatakse mitmesuguseid valtsimisvahendeid, sealhulgas nioobiumi riba. Selle toime peamine toimeaine on nioobiumkarbiid, millel on kasulik mõju materjalide mehaanilistele omadustele. Ühe tonni terase sulamist vajab ainult 200 g nioobiumi. Saadud sulam eristab kõrge karedust ja plastilisust, madalat õhemust, paremat korrosioonikindlust. Elementi kasutatakse ka mitteraudmetallide, eelkõige alumiiniumi, kaitseks leeliste ja hapete eest.

Nioobiumi kasutamine

Nioobiumribasid kasutatakse enamasti legeerimisainetena nii värviliste kui ka mustmetallide sulamite valmistamisel. Nioobiumi peamised rakendusvaldkonnad on raketitehnika, raadio- ja elektroonikaseadmed, keemiatehnoloogia, lennundus ja kosmosetehnika.

Metallilise või puhta nioobiumi kasutamine tuleneb mitmest selle kasulikust omadusest. Nende seas on eriti kõrge refractoriness, korrosioonikindlus, võime parandada materjalide kuumakindlust ja nende juhtivust.

Nioobiumriba ainulaadne kvaliteet on praktiliselt nulliga interaktsioon uraani isotoopidega temperatuuril kuni 1100 ° C. Peale selle on aatomil madal kunstlik radioaktiivsus. Kõik see võimaldab seda kasutada tuumareaktorite ja ka kasutatud radioaktiivse kütuse ladustamiseks.

Nioobiumist valmistatud tooted

Metallist nioobiumist valmistatakse tooteid peamiselt tuumatööstuse vajaduste rahuldamiseks. Siin pakutakse uraani ja plutooniumi kuumuse eemaldamise elementide, vedelate metallide, radioaktiivsete jäätmete ladustamiseks mõeldud konteinerid. Nioobiumist valmistatud tooteid kasutatakse super võimsate arvutusseadmete loomiseks. Selle abil vähendatakse juhtmete vastupidavust, saadakse seega krüotronid - arvuti super-suure elektrit juhtivusega elemendid. Austrias kasutati hõbeda ja nioobiumi sulamist kogumismüntide mündiks.