nióbium (Nb), kémiai elem, a periódusos rendszer 5. (Vb) csoportjába tartozó tűzálló fém, ötvözetekben, szerszámokban és szerszámokban, valamint szupravezető mágnesekben. A nióbium szorosan kapcsolódik az ércekben és a tulajdonságokban lévő tantálhoz.
Artem Topchiy
A nióbium és a tantál nagy kémiai hasonlósága miatt a két elem egyéni azonosságának megállapítása nagyon nehéz volt. A nióbiumot először egy Connecticutból származó ércmintában fedezte fel (1801) Charles Hatchett angol vegyész, aki az eredet országának tiszteletére columbiumot nevezett, Kolumbia pedig az Egyesült Államok szinonimája. 1844-ben egy német vegyész, Heinrich Rose felfedezte a tantál mellett előforduló új elemet, amelyet Niobennek, a mitologikus istennőnek, Tantalus lányának nevezett niobiumnak nevezte el. Jelentős vita után úgy döntöttek, hogy a kolumbium és a niobium ugyanaz az elem. Végül nemzetközi megállapodás született (körülbelül 1950 körül) a niobium elnevezés felvételéről, bár a kolumbium továbbra is fennmaradt az amerikai kohászati iparban.
A nióbium nagyjából tízszer nagyobb a földkéregben, mint a tantál. A földkéregben az ólomnál bőségesebb és a réznél kevésbé gazdag nióbium diszpergálva fordul elő, kivéve viszonylag kevés ásványi anyagot. Ezen ásványok közül a kolumbit – tantalit sorozat, amelyben a kolumbit (FeNb2O6) és a tantalit (FeTa2O6) igen változó arányban fordul elő, a fő kereskedelmi forrás. A Pyrochlore, a kalcium-nátrium-nio-bát, szintén a fő kereskedelmi forrás. A természetes nióbium teljes egészében a niobium-93 stabil izotópként fordul elő.
A nióbium előállítási eljárásai összetettek, a fő probléma a tantáltól való elválasztása. Ha szükséges, a tantáltól elválasztjuk oldószeres extrakcióval folyadék-folyadék folyamatban; a nióbiumot ezután kicsapják, és nióbium-pentoxiddá pörkölik, amelyet metalloterm és hidratáló eljárásokkal nióbium-porrá redukálnak. A port megszilárdítják és tovább tisztítják elektronnyaláb-olvasztással. A szilárdításhoz por porszinterelését is alkalmazzák. A nióbiumot előállíthatjuk akár kondenzált sók elektrolízisével, akár a fluor-komplexek redukálásával egy nagyon reaktív fémmel, például nátriummal. (A nióbium bányászatával, helyreállításával és alkalmazásával kapcsolatos információkért lásd a nióbium feldolgozását.)
A tiszta fém puha és képlékeny; úgy néz ki, mint az acél, vagy csiszolva a platina. Noha a korrózióállósága kiváló, a nióbium körülbelül 400 ° C (750 ° F) felett hajlamos az oxidációra. A nióbium leginkább salétromsav és fluorsav keverékében oldható fel. Teljesen elegyedik a vasal, ferroniobium formájában adják hozzá néhány rozsdamentes acélhoz, hogy stabilitást biztosítsanak a hegesztés vagy a hevítés során. A nióbiumot a nikkel alapú szuperötvözetek fő ötvözőelemeként, valamint a nagy szilárdságú, alacsony ötvözetű acélok kisebb, de fontos adalékaként használják. Az uránnal való kompatibilitása, az olvadt alkálifém hűtőközegek korrózióval szembeni ellenállása és az alacsony hő-neutron keresztmetszet miatt egyedül vagy cirkóniummal ötvözve alkalmazták az atomreaktor magjainak burkolataiban. A melegen sajtoló szerszámokként és vágóeszközként használt keményített keményfémeket a nióbium jelenléte keményebbé és ellenállóbbá teszi a sokkokkal és az erózióval szemben. A nióbium hasznos alacsony energiafogyasztású kriogén (alacsony hőmérsékletű) elektronikai eszközök felépítésében. A nióbium-ón (Nb3Sn) 18,45 Kelvins (K) alatti szupravezető, maga a nióbium-fém pedig 9,15 K alatti.
A nióbium vegyületei viszonylag csekély jelentőségűek. A természetben találhatók oxidációs állapota +5, de alacsonyabb oxidációs állapotú (+2 és +4) vegyületeket készítettek. Négyszeresen töltött nióbiumot, például karbid, NbC formájában, cementált karbidok készítésére használnak.