Niob (Nb), pierwiastek chemiczny, metal ogniotrwały z grupy 5 (Vb) układu okresowego, stosowany w stopach, narzędziach i matrycach oraz magnesach nadprzewodzących. Niob jest ściśle powiązany z tantalem w rudach i we właściwościach.
Artem Topchiy
Ze względu na duże podobieństwo chemiczne niobu i tantalu ustalenie indywidualnych tożsamości tych dwóch pierwiastków było bardzo trudne. Niob został po raz pierwszy odkryty (1801) w próbce rudy z Connecticut przez angielskiego chemika Charlesa Hatchetta, który nazwał pierwiastek columbium na cześć kraju jego pochodzenia, przy czym Columbia jest synonimem Stanów Zjednoczonych. W 1844 roku niemiecki chemik Heinrich Rose odkrył to, co uważał za nowy pierwiastek występujący wraz z tantalem i nazwał go niobem od imienia Niobe, mitologicznej bogini, która była córką Tantala. Po sporych kontrowersjach zdecydowano, że kolumb i niob to ten sam pierwiastek. Ostatecznie osiągnięto międzynarodowe porozumienie (około 1950 r.) O przyjęciu nazwy niob, chociaż kolumb utrzymywał się w amerykańskim przemyśle metalurgicznym.
Niob występuje w skorupie ziemskiej około 10 razy częściej niż tantal. Niob, występujący w skorupie ziemskiej w większej ilości niż ołów i mniej niż miedź, występuje w postaci rozproszonej, z wyjątkiem stosunkowo niewielu minerałów. Spośród tych minerałów głównym komercyjnym źródłem jest seria kolumbit – tantalit, w której kolumbit (FeNb2O6) i tantalit (FeTa2O6) występują w bardzo zmiennych proporcjach. Pyrochlore, niobian wapnia i sodu, jest również głównym źródłem handlowym. Naturalny niob występuje w całości jako stabilny izotop niob-93.
Procedury produkcji niobu są złożone, a głównym problemem jest jego oddzielenie od tantalu. W razie potrzeby oddzielenie od tantalu następuje przez ekstrakcję rozpuszczalnikiem w procesie ciecz-ciecz; następnie wytrąca się niob i prażony do pięciotlenku niobu, który jest redukowany do proszku niobu w procesach metalotermicznych i uwodorniania. Proszek jest konsolidowany i dalej oczyszczany przez topienie wiązką elektronów. Do konsolidacji stosuje się również spiekanie próżniowe proszku. Niob można również otrzymać przez elektrolizę stopionych soli lub redukcję kompleksów fluoru z bardzo reaktywnym metalem, takim jak sód. (Aby uzyskać informacje na temat wydobywania, odzyskiwania i zastosowań niobu, zobacz przetwarzanie niobu).
Czysty metal jest miękki i plastyczny; wygląda jak stal lub po polerowaniu jak platyna. Chociaż niob ma doskonałą odporność na korozję, jest podatny na utlenianie w temperaturze powyżej około 400 ° C (750 ° F). Niob najlepiej rozpuszcza się w mieszaninie kwasu azotowego i fluorowodorowego. Całkowicie mieszalny z żelazem, dodawany w postaci żelazroniobu do niektórych stali nierdzewnych w celu zapewnienia stabilności podczas spawania lub ogrzewania. Niob jest stosowany jako główny pierwiastek stopowy w nadstopach na bazie niklu oraz jako pomniejszy, ale ważny dodatek do wysokowytrzymałych stali niskostopowych. Ze względu na jego kompatybilność z uranem, odporność na korozję powodowaną przez płynne chłodziwa z metalami alkalicznymi oraz niski przekrój neutronów termicznych, jest on stosowany samodzielnie lub w połączeniu z cyrkonem w okładzinach rdzeni reaktorów jądrowych. Węgliki spiekane stosowane jako matryce do prasowania na gorąco i narzędzia skrawające są twardsze i bardziej odporne na wstrząsy i erozję dzięki obecności niobu. Niob jest przydatny w konstruowaniu kriogenicznych (niskotemperaturowych) urządzeń elektronicznych o niskim poborze mocy. Niob-cyna (Nb3Sn) jest nadprzewodnikiem poniżej 18,45 kelwinów (K), a sam niob metaliczny poniżej 9,15 K.
Związki niobu mają stosunkowo niewielkie znaczenie. Te występujące w naturze mają stopień utlenienia +5, ale przygotowano związki o niższych stopniach utlenienia (+2 do +4). Czterokrotnie naładowany niob, na przykład, w postaci węglika NbC, jest używany do produkcji węglików spiekanych.