ニオブ

ニオブの興味深い用途は、美しい赤、青、金、緑の虹色の色調を得ることができるため、ジュエリーの要素として使用することです。同様に、石油化学、冶金、航空宇宙、ガラス産業などでもよく使用されます。その有利な物理的および化学的特性が、どのようにして非常に多用途な要素となるかをご覧ください。

ニオブとは何ですか?

コロンビウムとしても知られる化学元素ニオブは、柔らかく、延性があり、展性のある遷移金属であり、腐食や高温に耐性があります。さらに、それは白っぽい灰色がかった電気超伝導体です。

ニオブのシンボル

注：ニオブのシンボルは、タンタロスの娘を意味するニオベという言葉を含むギリシャ神話に由来しています。ニオブという名前は、涙のヒロインであるギリシャ王タンタロスの娘にちなんで、元素タンタライトから分離されたときに指定されました。ただし、今でもメタルをコロンビオと呼ぶ人もいますが、Cb シンボルを採用しています。

ニオブの特徴

腐食や酸に対する高い耐性が際立っています。ただし、一般に酸化剤、アルカリ、フッ化水素酸によって侵されます。誘電酸化物層を形成することもできます。一方、酸化数+5では酒石酸塩、フッ素酸塩、過酸化物、シュウ酸塩が生成されます。その他の特徴は次のとおりです。

  • 化学反応性: 通常、炭素、酸素、窒素、ハロゲン、硫黄と反応します。
  • 溶解度: 溶融相では鉄と混和しますが、水には溶けません。
  • 溶ける、沸騰する：融点は高いですが、密度は他の金属に比べて低いです。
  • 延性: 糸状に簡単に変形できますが、伸ばすと脆くならずに抵抗力があり硬くなります。
  • 状態：通常の凝集状態は固体である。
  • 色: 光沢のある銀色で金属的に見えますが、室温では青みがかった金属になります。
  • 超電導体: 電流を通しにくいため、完全な電気伝導体です。
  • 結晶構造: 構造は中心立方体です。これは、8 個の原子が立方体を形成し、その中に 1 個の原子があることを意味します。
  • 温度: 分解したり溶けたりすることなく、高温に非常によく耐えます。
  • 磁気秩序: 常磁性要素です。

ニオブの化学的および物理的特性

  1. 原子番号：41
  2. 原子半径 (Å) : 198 pm
  3. 密度 (g/ml) : 8570 kg/m3
  4. 共有結合半径 (Å) : 137 pm
  5. 沸点: 4744 °C (5017 K)
  6. 第一イオン化ポテンシャル (eV) : 652.1 kJ/mol
  7. 音速：293.15Kで3480m/s
  8. 融点: 2477℃ (2750K)
  9. 酸化状態: +5、+3、+2、+4
  10. 電子構成: [Kr]4d 4 5s 1
  11. 原子量 (g/mol) : 92.90638
  12. 気化エンタルピー: 696.6 kJ/mol
  13. 電気陰性度: 1.6
  14. 酸化物：弱酸性
  15. 比熱: 265 J/(K-kg)
  16. 融解エンタルピー: 26.4 kJ/mol
  17. レベルあたりの電子数: 2、8、18、12、1

ニオブの起源

ニオブの歴史によると、ジョン・ウィンスロップは 1734 年に米国マサチューセッツ州で奇妙な鉱物を発見しました。その後、ジョン・ウィンスロップはそれを英国領土に送る準備をし、そこで化学者のチャールズ・ハチェットによって暴露、検査、研究されました。 1801年。その後、数多くの観察と分析を経て、イギリス人は彼にコロンビオという名前を与え、ニオブの発見者となりました。その後、物理学者ウィリアム・ハイド・ウォラストンは 1809 年にそれを他の元素と比較し、コロンビウムとタンタルは同じであると誤って結論付けました。

その後、ドイツの化学者ハインリヒ ローズは 1844 年にコロンバイトとタンタライトを研究し、各サンプルを酸性の形態に分離し、これをニオブ酸と呼びました。その後、スイスのジャン・シャルル・ド・マリニャックは、塩化物と加熱することによって金属ニオブを分離することに成功した。その後、1949 年に正式名称が採用されました。

ニオブは何に使用されますか?

その主な用途は鋼の製造で、強度と高温や腐食に対する耐性を高める目的で化合物を結合するために使用されます。同様に、ニオブ鋼合金は、化学、航空宇宙、自動車産業などで使用されています。他のアプリを発見:

  • 超電導磁石: チタン、錫、アルミニウムの合金をワイヤーに押し出し、鋳造して超電導磁石を形成します。
  • ガラスレンズとスクリーン: ガラスは微細な金属粉末でコーティングされており、光を後退させたり吸収したりすることなく拡散させ、反射に対する耐性を高めます。
  • 粒子加速器: 一部の電子加速器には、合金または純粋なニオブ元素で成形されたチャンバーが含まれています。
  • ナトリウム蒸気ランプ: これらのランプの金属ベースにはニオブ – ジルコニウム合金が使用されています。
  • コイン: 変色する性質があるため、バイメタルコインの製造に使用されます。
  • ジュエリー: 加熱するか電場を通過させると、美しい色合いが得られ、ブローチ、フープ、イヤリング、スタッド、ピンが作成されます。

要約すると、ニオブは耐食性、可鍛性、延性があり、高温に耐える柔らかい鉄遷移金属です。さらに、酸素、炭素、硫黄、ハロゲン、窒素とも反応します。同様に、それは常磁性元素、電気超伝導体であり、水に不溶です。