Priodweddau Niobium
Mar 05, 2024
Beth Yw Niobium?
Metel anhydrin yw Niobium (symbol cemegol Nb, rhif atomig 41) a ddarganfuwyd yn 1801 gan y cemegydd Prydeinig Charles Hatchett , a'i henwodd columbium ; mabwysiadwyd yr enw niobium, a gynigiwyd gan Heinrich Rose ym 1844, yn rhyngwladol gan IUPAC ym 1951. Mae niobium pur yn feddal a hydwyth, gyda chaledwch Mohs o 6, ond eto mae'n dod yn eithriadol o gryf pan gaiff ei aloi neu ei weithio'n oer. Oherwydd ei fod yn cadw cryfder ar dymheredd uchel iawn, mae niobium yn cael ei ddosbarthu ymhlith y metelau anhydrin ynghyd â thwngsten, molybdenwm, a tantalwm.
Priodweddau Corfforol
| Eiddo | Gwerth |
|---|---|
| Rhif atomig | 41 |
| Pwysau atomig | 92.91 |
| Dwysedd ar 20 gradd | 8.57 g / cm³ |
| Ymdoddbwynt | 2,477 gradd (4,490 gradd F) |
| berwbwynt | 4,744 gradd (8,571 gradd F) |
| Strwythur grisial | Corff-ciwbig wedi'i ganoli |
| Dargludedd trydanol | 6.7 × 10⁶ S/m |
| Trawsnewidiad uwch-ddargludol | ≈ 9.25 K |
Mae gan Niobium ddwysedd is a thrawstoriad niwtron thermol is na'r rhan fwyaf o fetelau anhydrin eraill, sy'n ei wneud yn ddeniadol i beirianneg niwclear. Ar dymheredd cryogenig mae'n dod yn uwch-ddargludol, ymddygiad sy'n cael ei ddefnyddio mewn magnetau delweddu cyseiniant magnetig a chyflymyddion gronynnau.
Ymddygiad Cemegol a Chrydu
Ar dymheredd ystafell mae niobium bron yn anadweithiol i'r rhan fwyaf o asidau, gan gynnwys hydroclorig, sylffwrig, ac asid nitrig a hyd yn oed regia aqua. Mae hyn yn golygu na fydd rhan niobium yn hydoddi mewn aqua regia, tra bydd aur a phlatinwm. Fodd bynnag, gall asidau crynodedig poeth, asid hydrofluorig, a chan alcalïau cryf ymosod arno. Uchod tua 400 gradd (750 gradd F) niobium oxidizes gyflym; mae'r ffilm ocsid sy'n ffurfio hefyd yn cyfrif am lawer o'i wrthwynebiad cyrydiad ar dymheredd is. Mae Niobium hefyd yn adweithio â charbon, nitrogen, sylffwr, a halogenau ar dymheredd uchel, felly mae'n rhaid i waith poeth a weldio gael ei berfformio dan wactod neu gysgodi nwy anadweithiol.
Cymwysiadau aloi a diwydiannol
Mae duroedd micro-aloi - ychwanegiadau bach o ferro-niobium yn mireinio maint grawn ac yn cynyddu cryfder a chadernid dur strwythurol a phiblinell HSLA.
Defnyddir deunyddiau dargludo uwch - Nb-Ti a Nb₃Sn dargludyddion mewn systemau MRI a magnetau cyflymu.
Mae rhannau awyrofod a thymheredd uchel - aloion niobium a chydrannau wedi'u gorchuddio â niobium-yn gwrthsefyll ocsidiad ac yn ymgripiad ar dymheredd gwasanaeth uchel.
Mae prosesu cemegol - niobium yn cynnig ymwrthedd cyrydiad sy'n debyg i tantalwm ar ddwysedd a chost is.
Mae peirianneg niwclear - amsugniad niwtron isel yn gwneud niobium yn addas ar gyfer cydrannau mewnol adweithydd a thanwydd-cladin.
Mae cynhyrchion melin Niobium wedi'u gorchuddio gan ASTM B391 (ingots), ASTM B392 (gwialen a gwifren), ASTM B393 (taflen, stribed a phlât), ac ASTM B394 (tiwb di-dor a weldio); Mae ferro-niobium ar gyfer gwneud dur wedi'i nodi yn GB/T 7737 ac ISO 5453.
Ystyriaethau Prosesu
Oherwydd bod niobium yn ocsideiddio'n gyflym uwchlaw 400 gradd, rhaid gwresogi ar gyfer gofannu, rholio, neu driniaeth wres mewn gwactod neu o dan argon. Mae peiriannu yn syml ond mae angen offer miniog ac iro digonol i osgoi caledu gwaith. Ar gyfer cydosodiadau wedi'u weldio, mae gwarchod nwy anadweithiol yn orfodol ar yr wyneb weldio a'r gwraidd i atal breu ocsigen.
Cwestiynau Cyffredin
Ydy niobium yr un metel â columbium?
Oes. Mae columbium a niobium yn cyfeirio at yr un elfen (Nb, rhif atomig 41); mae'r enw IUPAC niobium yn safonol, tra bod columbium yn dal i gael ei ddefnyddio mewn rhai cyd-destunau metelegol yn yr Americas.
Ydy niobium yn hydoddi mewn aqua regia?
Mae Niobium yn anadweithiol i aqua regia ar dymheredd ystafell. Mae Aqua regia yn hydoddi metelau bonheddig fel aur a phlatinwm, ond mae niobium yn parhau i fod heb ei ymosod.
Pam mae niobium yn cael ei ddefnyddio mewn dur?
Mae Niobium yn ffurfio carbidau mân a nitridau sy'n gosod ffiniau grawn, felly mae ychwanegiadau bach iawn o 0.02-0.10% yn cynyddu cryfder a chaledwch y cynnyrch heb amharu ar weldadwyedd.
Ar ba dymheredd mae niobium yn dechrau ocsideiddio?
Mae ocsidiad cyflym yn dechrau tua 400 gradd (750 gradd F). Mae'r ffilm amddiffynnol ocsid yn ffurfio islaw'r tymheredd hwn, a dyna pam mae niobium yn gwrthsefyll cyrydiad yn y rhan fwyaf o amgylcheddau gwasanaeth.
A yw niobium yn uwch-ddargludo?
Mae niobium pur yn dod yn uwchddargludo islaw tua 9.25 K, ac aloion niobium fel Nb-Ti a Nb₃Sn yw'r dargludyddion safonol ar gyfer magnetau uwch-ddargludo maes uchel.
Pa safonau sy'n cwmpasu cynhyrchion melin niobium?
Mae ASTM B391, B392, B393, a B394 yn gorchuddio ingotau niobium, gwialen a gwifren, dalen a stribed, a thiwb yn y drefn honno; mae ferro-niobium wedi'i gwmpasu gan GB/T 7737 ac ISO 5453.
