Niobiumstrimmel: produktion, egenskaber, anvendelse

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 10:22

Niobium er et kemisk grundstof med 41 serienumre. Den blev først opdaget i begyndelsen af det 19. århundrede, men dens anerkendelse blev forsinket med 150 år. Først i 1950 fik atomet efter beslutning fra Den Internationale Union for Anvendt og Teoretisk Kemi tildelt sin egen celle i Mendeleevs periodiske system.

For at bruge grundstoffets nyttige egenskaber i industrien fremstilles en niobiumstrimmel af det. I sig selv har den ikke noget unikt. Dets fulde potentiale afsløres, når der skabes legeringer, løsninger og andre sammensætninger.

Niobiumminedrift

Berigelse af niobiummalme er en meget kompleks og dyr proces. Dette skyldes, at indholdet i et ton sten ikke overstiger 24 gram. Derudover er grundstoffet meget svært at skelne fra tantal på grund af lignende kemiske egenskaber.

Under naturlige forhold forekommer det kun i spredt form - i magmatiske bjergarter og krystaller, såvel som i sammensætningen af nogle mineraler - pyrochlor, loparit, columbit-tantalit. Dette element i det periodiske system udvindes hovedsageligt frapræsenterede forbindelser. Produktionen af niobium består af tre trin:

1. Udforsk rock med et højt indhold af niobium.
2. Separation af niob fra tantal, opnåelse af deres rene forbindelser.
3. Restaurering og rensning af metal og dets legeringer fra urenheder.

Produktionscyklussen er baseret på termiske processer ved høje temperaturer, hvor der anvendes aluminium, natrium eller kulstof. Direkte niobium strimler opnås ved at presse pulveret, sintring af pulver "terninger" i et vakuum, samt elektrisk lysbuesmeltning.

Nyttige egenskaber

På grund af dets enestående egenskaber bruges niobium i mange industrier. For at lette processen med at introducere elementet i formlen for basissammensætningen fremstilles forskellige valsede produkter, herunder en niobiumstrimmel. Den vigtigste aktive ingrediens i dette tilfælde er niobiumcarbid, som har en gavnlig virkning på materialers mekaniske egenskaber.

Det kræver kun 200 gram niobium at legere et ton stål. Den resulterende legering er kendetegnet ved høj hårdhed og duktilitet, lav skørhed og bedre korrosionsbestandighed. Grundstoffet bruges også til at beskytte ikke-jernholdige metaller, især aluminium, mod alkalier og syrer.

Brug af niobium

Niobiumstrimmel bruges oftest som et legeringsadditiv til fremstilling af legeringer fra både ikke-jernholdige og jernholdige metaller. De vigtigste anvendelsesområder for niob er raketvidenskab, radio og elektronisk teknik, kemiskapparatteknik, luftfarts- og rumteknik.

Brugen af metallisk, eller ren, niobium skyldes en række af dets nyttige egenskaber. Blandt dem skiller ildfasthed, korrosionsbestandighed, evnen til at øge varmebestandigheden af materialer og deres ledningsevne sig ud.

Den unikke kvalitet, som niobstrimlen har, er næsten ingen interaktion med uranisotoper ved temperaturer op til 1100 grader Celsius. Desuden har atomet lav kunstig radioaktivitet. Alt dette gør det muligt at bruge det til at beskytte atomreaktorer samt beholdere til opbevaring af brugt radioaktivt brændsel.

Niobium-produkter

Metalniobiumprodukter bruges hovedsageligt til at imødekomme behovene i den nukleare industri. Her udvindes skaller til uran- og plutoniumbrændselselementer, beholdere til opbevaring af flydende metaller, radioaktivt affald.

Niobium-produkter bruges til at skabe kraftigt computerudstyr. Med dens hjælp reduceres ledernes modstand, hvorved der opnås kryotroner - computerelementer med superhøj ledningsevne. I Østrig blev en legering af sølv og niob brugt til at præge samlemønter.