ニオブ

ニオブ(Nb)、化学元素、周期表の第5族(Vb)の高融点金属、合金、工具、金型、超伝導磁石に使用されます。ニオブは、鉱石および特性においてタンタルと密接に関連しています。

niobium

Niobium。

Artem Topchiy

EncyclopædiaBritannica、Inc。

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118周期表クイズの名前と記号
周期表は118個の元素で構成されています。彼らのシンボルをどれだけ知っていますか?このクイズでは、118の化学記号がすべて表示され、それぞれが表す化学元素の名前を選択する必要があります。

ニオブとタンタルは化学的類似性が高いため、2つの元素の個々のアイデンティティを確立することは非常に困難でした。ニオブは、コネチカットの鉱石サンプルで、英国の化学者チャールズハチェットによって最初に発見されました。チャールズハチェットは、その起源の国に敬意を表して元素コロンビウムと呼びました。コロンビアは米国の同義語です。 1844年、ドイツの化学者ハインリッヒローズは、タンタルとともに発生する新しい元素であると考えているものを発見し、タンタロスの娘である神話の女神ニオベにちなんでニオブと名付けました。かなりの論争の末、コロンビウムとニオブは同じ元素であることが決定されました。最終的には、ニオブという名前を採用するという国際的な合意(1950年頃)に達しましたが、米国の冶金業界ではニオブが存続していました。

ニオブは、タンタルよりも地球の地殻に約10倍豊富に含まれています。ニオブは、鉛よりも豊富で、地球の地殻に銅よりも豊富ではありませんが、比較的少数の鉱物を除いて分散して発生します。これらの鉱物のうち、コルンブ石(FeNb2O6)とタンタル石(FeTa2O6)が非常に変動する比率で発生する、コルンブ石-タンタル石シリーズが主な商業的供給源です。ニオブ酸カルシウムナトリウムであるパイロクロアも主要な商業的供給源です。天然ニオブは完全に安定同位体ニオブ-93として発生します。

ニオブの製造手順は複雑であり、主な問題はタンタルからの分離です。タンタルからの分離は、必要に応じて、液液プロセスでの溶媒抽出によって行われます。次に、ニオブは沈殿し、五酸化ニオブに焙煎されます。五酸化ニオブは、金属熱および水和プロセスによってニオブ粉末に還元されます。粉末は、電子ビーム溶解によってさらに固められ、精製されます。粉末の真空焼結も固結に使用されます。ニオブは、溶融塩の電気分解またはナトリウムなどの非常に反応性の高い金属とのフルオロ錯体の還元のいずれかによっても得ることができます。 (ニオブのマイニング、リカバリ、およびアプリケーションについては、ニオブの処理を参照してください。)

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純金属は柔らかく延性があります。それは鋼のように見えるか、磨かれるとプラチナのように見えます。ニオブは優れた耐食性を備えていますが、約400°C(750°F)を超えると酸化されやすくなります。ニオブは、硝酸とフッ化水素酸の混合物に最もよく溶解できます。鉄と完全に混和性があり、溶接や加熱の安定性を高めるために、一部のステンレス鋼にフェロニオブの形で添加されています。ニオブは、ニッケル基超合金の主要な合金元素として、また高強度、低合金鋼へのマイナーではあるが重要な添加剤として使用されます。ウランとの適合性、溶融アルカリ金属冷却材による耐食性、および熱中性子断面積が小さいため、原子炉の炉心のクラッドに単独で、またはジルコニウムと合金化して使用されてきました。ホットプレスダイや切削工具として使用される超硬合金は、ニオブの存在により、より硬くなり、衝撃や侵食に対してより耐性があります。ニオブは、低消費電力の極低温(低温)電子デバイスの構築に役立ちます。ニオブスズ(Nb3Sn)は、18.45ケルビン(K)未満の超伝導体であり、ニオブ金属自体は9.15K未満です。

ニオブの化合物は比較的重要ではありません。自然界に見られるものは+5の酸化状態を持っていますが、より低い酸化状態(+ 2から+4)の化合物が準備されています。たとえば、超硬合金NbCの形の4重に帯電したニオブは、超硬合金の製造に使用されます。

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