تعريف

النيوبيوم- العنصر الحادي والأربعون من الجدول الدوري. التعيين - ملحوظة من اللاتينية "النيوبيوم". تقع في الفترة الخامسة، مجموعة VBA. يشير إلى المعادن. الشحنة النووية 41.

تحتوي القشرة الأرضية على 0.002% (كتلة) من النيوبيوم. هذا العنصر يشبه في كثير من النواحي الفاناديوم. في الحالة الحرة، يكون معدنًا مقاومًا للحرارة، صلبًا، ولكنه ليس هشًا، وقابل للمعالجة الميكانيكية (الشكل 1. كثافة النيوبيوم هي 8.57 جم / سم 3، نقطة الانصهار - 2500 درجة مئوية.

النيوبيوم مستقر في العديد من البيئات العدوانية. لا يتأثر بحمض الهيدروكلوريك والماء الملكي، حيث يتم تشكيل طبقة أكسيد رقيقة ولكنها قوية جدًا ومقاومة كيميائيًا على سطح هذا المعدن.

أرز. 1. النيوبيوم. مظهر.

الكتلة الذرية والجزيئية للنيوبيوم

تعريف

الكتلة الجزيئية النسبية للمادة (M r)هو رقم يوضح عدد المرات التي تكون فيها كتلة جزيء معين أكبر من 1/12 كتلة ذرة الكربون، و الكتلة الذرية النسبية للعنصر (A r)— كم مرة يكون متوسط ​​كتلة ذرات العنصر الكيميائي أكبر من 1/12 كتلة ذرة الكربون.

وبما أن النيوبيوم موجود في الحالة الحرة على شكل جزيئات Nb أحادية الذرة، فإن قيم كتلته الذرية والجزيئية تتطابق. وهي تساوي 92.9063.

نظائر النيوبيوم

ومن المعروف أنه في الطبيعة يمكن العثور على النيوبيوم في شكل النظير المستقر الوحيد 93 Nb. العدد الكتلي هو 93، وتحتوي نواة الذرة على واحد وأربعين بروتونًا واثنين وخمسين نيوترونًا.

هناك نظائر الزركونيوم الاصطناعية غير المستقرة بأعداد كتلية من 81 إلى 113، بالإضافة إلى 25 حالة أيزومرية من النوى، من بينها النظير الأطول عمرًا 92 Nb مع عمر نصف يبلغ 34.7 مليون سنة.

أيونات النيوبيوم

يوجد عند مستوى الطاقة الخارجي لذرة النيوبيوم خمسة إلكترونات وهي التكافؤ:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 3 5s 2 .

نتيجة للتفاعل الكيميائي، يتخلى النيوبيوم عن إلكترونات التكافؤ، أي. هو المتبرع بها، ويتحول إلى أيون موجب الشحنة:

ملحوظة 0 -1e → ملحوظة + ;

ملحوظة 0 -2e → ملحوظة 2+ ;

ملحوظة 0 -3e → ملحوظة 3+ ;

ملحوظة 0 -4e → ملحوظة 4+ ;

ملحوظة 0 -5e → ملحوظة 5+ .

النيوبيوم, الجزيء, أيضا, الذرة

في الحالة الحرة، يوجد النيوبيوم على شكل جزيئات Nb أحادية الذرة. فيما يلي بعض الخصائص التي تميز ذرة وجزيء النيوبيوم:

سبائك النيوبيوم

النيوبيوم هو أحد مكونات العديد من السبائك المقاومة للحرارة والمقاومة للتآكل. وتكتسب سبائك النيوبيوم المقاومة للحرارة، والتي تستخدم في إنتاج توربينات الغاز والمحركات النفاثة والصواريخ، أهمية خاصة.

يتم إدخال النيوبيوم أيضًا في الفولاذ المقاوم للصدأ. إنه يحسن بشكل كبير خواصها الميكانيكية ومقاومتها للتآكل. يتميز الفولاذ الذي يحتوي على 1 إلى 4% من النيوبيوم بمقاومته العالية للحرارة ويستخدم كمادة لتصنيع الغلايات ذات الضغط العالي.

أمثلة على حل المشكلات

مثال 1

مثال 2

يمارس

وضح حالة التكافؤ والأكسدة للنيوبيوم في المركبات: Gd 2 Nb 2 O 7 و Pb (NbO 3) 2.

إجابة

لتحديد تكافؤ النيوبيوم في المركبات المحتوية على الأكسجين، يجب اتباع التسلسل التالي من الإجراءات بدقة. دعونا نفكر في مثال Gd 2 Nb 2 O 7. تحديد عدد ذرات الأكسجين في الجزيء. ويساوي 7 - ميل. نحسب العدد الإجمالي لوحدات التكافؤ للأكسجين: نحسب العدد الإجمالي لوحدات التكافؤ للجادولينيوم: نجد الفرق بين هذه الكميات: حدد عدد ذرات النيوبيوم في المركب. وهو يساوي 2. تكافؤ النيوبيوم هو IV (8/2 = 4). للعثور على حالة أكسدة النيوبيوم في نفس المركب، نأخذ قيمته كـ x ونأخذ في الاعتبار حقيقة أن شحنة الجزيء هي 0: 2×3 + 2×x +7×(-2) = 0 حالة أكسدة النيوبيوم هي +4. وبالمثل، نحدد أن حالة التكافؤ والأكسدة للنيوبيوم في Pb(NbO 3) 2 تساوي IV و+1، على التوالي.

الخصائص الفيزيائية للنيوبيوم

النيوبيوم معدن فضي لامع.

النيوبيوم العنصري هو معدن شديد المقاومة للحرارة (2468 درجة مئوية) وعالي الغليان (4927 درجة مئوية)، ومقاوم للغاية للعديد من البيئات العدوانية. جميع الأحماض، باستثناء حمض الهيدروفلوريك، ليس لها أي تأثير عليه. تعمل الأحماض المؤكسدة على "تخميل" النيوبيوم، وتغطيته بطبقة أكسيد واقية (رقم 205). ولكن في درجات الحرارة المرتفعة، يزداد النشاط الكيميائي للنيوبيوم. إذا تم أكسدة طبقة سطحية صغيرة فقط من المعدن عند درجة حرارة 150...200 درجة مئوية، فإنه عند درجة حرارة 900...1200 درجة مئوية يزيد سمك طبقة الأكسيد بشكل ملحوظ.

الشبكة البلورية للنيوبيوم عبارة عن مكعب متمركز حول الجسم مع المعلمة a = 3.294A.

المعدن النقي مطاوع ويمكن دحرجته إلى صفائح رقيقة (يصل سمكها إلى 0.01 مم) في حالة باردة دون التلدين المتوسط.

يمكن للمرء أن يلاحظ خصائص النيوبيوم مثل نقاط الانصهار والغليان العالية، وانخفاض وظيفة عمل الإلكترون مقارنة بالمعادن المقاومة للحرارة الأخرى - التنغستن والموليبدينوم. الخاصية الأخيرة تميز القدرة على انبعاث الإلكترون (انبعاث الإلكترون)، والتي تستخدم لاستخدام النيوبيوم في تكنولوجيا الفراغ الكهربائي. يتمتع النيوبيوم أيضًا بدرجة حرارة انتقال عالية إلى حالة التوصيل الفائق.

الكثافة 8.57 جم/سم3 (20 درجة مئوية)؛ نقطة الانصهار 2500 درجة مئوية؛ نقطة الغليان 4927 درجة مئوية؛ ضغط البخار (بالملليمتر زئبق؛ 1 مم زئبق = 133.3 ن/م2) 10-5 (2194 درجة مئوية)، 10-4 (2355 درجة مئوية)، 610-4 (عند نقطة الانصهار)، 1·10- 3 (2539 درجة مئوية).

في درجات الحرارة العادية، النيوبيوم مستقر في الهواء. تتم ملاحظة بداية الأكسدة (فيلم تغير اللون) عند تسخين المعدن إلى 200 - 300 درجة مئوية. فوق 500 درجة، تحدث الأكسدة السريعة مع تكوين أكسيد Nb2O5.

الموصلية الحرارية بوحدة W/(m·K) عند 0 درجة مئوية و600 درجة مئوية هي 51.4 و56.2 على التوالي، ونفس الشيء في cal/(cm·sec·°C) هي 0.125 و0.156. تبلغ المقاومة الكهربائية الحجمية المحددة عند 0 درجة مئوية 15.22·10-8 أوم·م (15.22·10-6 أوم·سم). تبلغ درجة حرارة الانتقال إلى حالة التوصيل الفائق 9.25 كلفن. والنيوبيوم مادة مغناطيسية مسايرة. وظيفة عمل الإلكترون 4.01 فولت.

تتم معالجة النيوبيوم النقي بسهولة بالضغط البارد ويحتفظ بخصائص ميكانيكية مرضية عند درجات حرارة عالية. تبلغ قوة الشد عند 20 و800 درجة مئوية على التوالي 342 و312 مليون/م2، وهي نفسها بالكيلوجرام/مم234.2 و31.2؛ الاستطالة النسبية عند 20 و800 درجة مئوية هي 19.2 و20.7% على التوالي. صلابة النيوبيوم النقي وفقا لبرينل هي 450، التقنية 750-1800 مليون / م 2. شوائب بعض العناصر، وخاصة الهيدروجين والنيتروجين والكربون والأكسجين، تضعف بشكل كبير ليونة وتزيد من صلابة النيوبيوم.

الخواص الكيميائية للنيوبيوم

النيوبيوم ذو قيمة خاصة لمقاومته للمواد العضوية وغير العضوية.

هناك اختلاف في السلوك الكيميائي للمعدن المسحوق والمقطع. هذا الأخير أكثر استقرارا. ولا يكون للمعادن أي تأثير عليه، حتى لو تم تسخينه إلى درجات حرارة عالية. يمكن للمعادن القلوية السائلة وسبائكها، البزموت، الرصاص، الزئبق، والقصدير أن تتلامس مع النيوبيوم لفترة طويلة دون تغيير خصائصه. حتى العوامل المؤكسدة القوية مثل حمض البيركلوريك والأكوا ريجيا، ناهيك عن النيتريك والكبريتيك والهيدروكلوريك وجميع العناصر الأخرى، لا يمكنها فعل أي شيء بها. المحاليل القلوية أيضًا ليس لها أي تأثير على النيوبيوم.

ومع ذلك، هناك ثلاثة كواشف يمكنها تحويل معدن النيوبيوم إلى مركبات كيميائية. واحد منهم هو ذوبان هيدروكسيد الفلز القلوي:

4Nb+4NaOH+5O2 = 4NaNbO3+2H2O

والاثنان الآخران هما حمض الهيدروفلوريك (HF) أو خليطه مع حمض النيتريك (HF+HNO). في هذه الحالة، يتم تشكيل مجمعات الفلورايد، وتكوينها يعتمد إلى حد كبير على ظروف التفاعل. على أية حال، العنصر هو جزء من أنيون من النوع 2- أو 2-.

إذا تناولت مسحوق النيوبيوم، فهو أكثر نشاطًا إلى حد ما. على سبيل المثال، في نترات الصوديوم المنصهرة، فإنه يشتعل، ويتحول إلى أكسيد. يبدأ النيوبيوم المضغوط في التأكسد عند تسخينه فوق 200 درجة مئوية، ويصبح المسحوق مغطى بطبقة أكسيد عند درجة حرارة 150 درجة مئوية بالفعل. في الوقت نفسه، تتجلى إحدى الخصائص الرائعة لهذا المعدن - فهي تحتفظ بالليونة.

على شكل نشارة الخشب، عند تسخينها فوق 900 درجة مئوية، تحترق بالكامل إلى Nb2O5. يحترق بقوة في تيار من الكلور:

2Nb + 5Cl2 = 2NbCl5

عند تسخينه يتفاعل مع الكبريت. من الصعب خلط معظم المعادن. ربما يكون هناك استثناءان فقط: الحديد، الذي تتشكل منه المحاليل الصلبة بنسب مختلفة، والألمنيوم، الذي يحتوي على مركب Al2Nb مع النيوبيوم.

ما هي صفات النيوبيوم التي تساعده على مقاومة عمل الأحماض القوية - العوامل المؤكسدة؟ وتبين أن هذا لا يشير إلى خصائص المعدن، بل إلى خصائص أكاسيده. عند ملامسة العوامل المؤكسدة، تظهر طبقة رقيقة (وبالتالي غير ملحوظة) ولكن كثيفة جدًا من الأكاسيد على سطح المعدن. تصبح هذه الطبقة حاجزًا لا يمكن التغلب عليه في طريق العامل المؤكسد إلى سطح معدني نظيف. فقط بعض الكواشف الكيميائية، وخاصة أنيون الفلور، يمكنها اختراقها. وبالتالي، يتأكسد المعدن بشكل أساسي، ولكن عمليا تكون نتائج الأكسدة غير مرئية بسبب وجود طبقة واقية رقيقة. يتم استخدام السلبية تجاه حمض الكبريتيك المخفف لإنشاء مقوم التيار المتردد. إنه مصمم ببساطة: يتم غمر ألواح البلاتين والنيوبيوم في محلول حمض الكبريتيك 0.05 م. يمكن للنيوبيوم في حالة تخميله أن يوصل التيار إذا كان قطبًا سالبًا - كاثودًا، أي أن الإلكترونات يمكن أن تمر عبر طبقة الأكسيد فقط من الجانب المعدني. يكون مسار خروج الإلكترونات من المحلول مغلقًا. لذلك، عند تمرير تيار متردد عبر مثل هذا الجهاز، يمر طور واحد فقط، حيث يكون البلاتين هو الأنود والنيوبيوم هو الكاثود.

الهالوجين معدن النيوبيوم

هناك عدد كبير جدًا من العناصر التي عند دمجها مع مواد أخرى تشكل سبائك ذات خصائص أداء خاصة. ومن الأمثلة على ذلك النيوبيوم، وهو العنصر الذي كان يسمى في البداية "كولومبيوم" (على اسم النهر الذي تم العثور عليه فيه لأول مرة)، ولكن تمت إعادة تسميته لاحقًا. النيوبيوم معدن ذو خصائص غير عادية إلى حد ما، والتي سنناقشها بمزيد من التفصيل لاحقًا.

الحصول على عنصر

عند النظر في خصائص النيوبيوم، تجدر الإشارة إلى أن محتوى هذا المعدن لكل طن من الصخور صغير نسبيًا، حوالي 18 جرامًا. ولهذا السبب، بعد اكتشافه، جرت عدة محاولات للحصول على المعدن بشكل مصطنع. نظرًا لتركيبها الكيميائي المماثل، غالبًا ما يتم استخراج هذه المادة مع التنتالوم.

توجد رواسب النيوبيوم في جميع أنحاء العالم تقريبًا. ومن الأمثلة على ذلك المناجم الموجودة في الكونغو ورواندا والبرازيل والعديد من البلدان الأخرى. ومع ذلك، لا يمكن تسمية هذا العنصر على نطاق واسع، في العديد من المناطق لا يوجد عمليا حتى في التركيزات المنخفضة.

يتفاقم التركيز الصغير نسبيًا للمادة في صخور الأرض بسبب الصعوبات التي تواجهها في الحصول عليها من التركيز. ومن الجدير بالذكر أنه لا يمكن الحصول على النيوبيوم NBS إلا من الصخور المشبعة بالتنتالوم. فيما يلي ميزات عملية الإنتاج:

1. في البداية، يتم توفير الخام المركز للمصنع، والذي يمر بعدة مراحل من التنقية. عند إنتاج النيوبيوم، يتم فصل الخام الناتج إلى عناصر نقية، بما في ذلك التنتالوم.
2. تتضمن عملية المعالجة النهائية تكرير المعدن.

على الرغم من الصعوبات التي تمت مواجهتها في استخراج ومعالجة الخام المعني، فإن حجم إنتاج السبيكة المعنية يزداد بشكل ملحوظ كل عام. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن المعدن يتمتع بصفات أداء استثنائية ويستخدم على نطاق واسع في مجموعة واسعة من الصناعات.

أكاسيد النيوبيوم

يمكن أن يصبح العنصر الكيميائي المعني أساسًا لمركبات مختلفة. والأكثر شيوعا هو خامس أكسيد النيوبيوم. ومن مميزات هذا الاتصال يمكن ملاحظة النقاط التالية:

1. أكسيد النيوبيوم هو مسحوق بلوري أبيض ذو لون كريمي.
2. المادة لا تذوب في الماء.
3. تحتفظ المادة الناتجة ببنيتها عند مزجها مع معظم الأحماض.

تشمل ميزات خامس أكسيد النيوبيوم أيضًا الخصائص التالية:

1. زيادة القوة.
2. حراريات عالية. يمكن للمادة أن تتحمل درجات حرارة تصل إلى 1490 درجة مئوية.
3. عند تسخينه، يتأكسد السطح.
4. يتفاعل مع الكلور ويمكن اختزاله بالهيدروجين.

يستخدم هيدروكسيد النيوبيوم في معظم الحالات لإنتاج درجات فولاذية عالية السبائك، والتي تتمتع بخصائص أداء جذابة للغاية.

الخصائص الفيزيائية والكيميائية

النيوبيوم له خصائص كيميائية مشابهة للتنتالوم. عند النظر في الخصائص الرئيسية للنيوبيوم، عليك الانتباه إلى النقاط التالية:

1. مقاومة أنواع مختلفة من التآكل. تتمتع السبائك التي يتم الحصول عليها عن طريق إدخال هذا العنصر في التركيبة بصفات عالية مقاومة للتآكل.
2. يُظهر العنصر الكيميائي المعني نقطة انصهار عالية. وكما تبين الممارسة، فإن معظم السبائك لها نقطة انصهار تزيد عن 1400 درجة مئوية. وهذا يعقد عملية المعالجة، لكنه يجعل المعادن لا غنى عنها في مختلف مجالات النشاط.
3. تتميز الخصائص الفيزيائية الأساسية أيضًا بسهولة لحام السبائك الناتجة.
4. في درجات حرارة تحت الصفر، يظل هيكل العنصر دون تغيير تقريبًا، مما يسمح بالحفاظ على خصائص أداء المعدن.
5. يحدد الهيكل الخاص لذرة النيوبيوم صفات التوصيل الفائق للمادة.
6. الكتلة الذرية هي 92.9، والتكافؤ يعتمد على خصائص التركيب.

الميزة الرئيسية للمادة هي حرانها. ولهذا السبب بدأ استخدامه في مجموعة واسعة من الصناعات. وتنصهر المادة عند درجة حرارة حوالي 2500 درجة مئوية. حتى أن بعض السبائك تنصهر عند درجة حرارة قياسية تبلغ 4500 درجة مئوية. كثافة المادة عالية جدًا 8.57 جرام لكل سنتيمتر مكعب. ومن الجدير بالذكر أن المعدن يتميز بالمغناطيسية.

الأحماض التالية لا تؤثر على الشبكة البلورية:

1. الكبريتيك.
2. ملح؛
3. الفوسفور.
4. الكلور

لا يؤثر على محاليل الكلور المعدنية والمائية. مع تأثير معين على المعدن، يتم تشكيل فيلم أكسيد عازل على سطحه. ولهذا السبب بدأ استخدام المعدن في إنتاج المكثفات المصغرة عالية السعة، والتي يتم تصنيعها أيضًا من التنتالوم الأكثر تكلفة.

تطبيقات النيوبيوم

يتم تصنيع مجموعة واسعة من منتجات النيوبيوم، ويرتبط معظمها بإنتاج الطائرات. ومن الأمثلة على ذلك استخدام النيوبيوم في صناعة الأجزاء التي يتم تركيبها أثناء تجميع الصواريخ أو الطائرات. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن تمييز الاستخدامات التالية لهذا العنصر:

1. إنتاج العناصر التي تصنع منها منشآت الرادار.
2. كما ذكرنا سابقًا، يمكن استخدام السبيكة المعنية لإنتاج مكثفات كهربائية سعوية أرخص.
3. يتم أيضًا تصنيع الكاثودات والأنودات من الرقائق باستخدام العنصر المعني المرتبط بمقاومة الحرارة العالية.
4. يمكنك غالبًا العثور على تصميمات لمصابيح المولدات القوية التي تحتوي على شبكة بداخلها. لكي تتحمل هذه الشبكة درجات الحرارة المرتفعة، فهي مصنوعة من السبيكة المعنية.

تحدد الصفات الفيزيائية والكيميائية العالية استخدام النيوبيوم في إنتاج الأنابيب لنقل المعادن السائلة. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام السبائك لإنتاج حاويات لأغراض مختلفة.

سبائك مع النيوبيوم

عند النظر في مثل هذه السبائك، ينبغي أن يؤخذ في الاعتبار أن هذا العنصر غالبا ما يستخدم لإنتاج الفيرونيوبيوم. وتستخدم هذه المواد على نطاق واسع في صناعات المسابك، وكذلك في صناعة الطلاءات الإلكترونية. يشمل:

1. حديد؛
2. النيوبيوم مع التنتالوم.
3. السيليكون.
4. الألومنيوم؛
5. كربون؛
6. الكبريت.
7. الفوسفور.
8. التيتانيوم.

يمكن أن يختلف تركيز العناصر الرئيسية على نطاق واسع إلى حد ما، مما يحدد أداء المادة.

يمكن تسمية سبيكة الحديدوبيوم البديلة بالنيوبيوم 5VMC. عند إنتاجه، يتم استخدام التنغستن والزركونيوم والموليبدينوم كعناصر صناعة السبائك. في معظم الحالات، يتم استخدام هذا الراتنج لإنتاج المنتجات شبه المصنعة.

وفي الختام نلاحظ أن النيوبيوم يستخدم في إنتاج العملات المعدنية في بعض الدول. هذا يرجع إلى التكلفة العالية إلى حد ما للمادة. مع الإنتاج الضخم للسبائك التي تحتوي على النيوبيوم كعنصر رئيسي، يتم إنشاء سبائك فريدة من نوعها.

النيوبيوم

النيوبيوم-أنا؛ م.[لات. النيوبيوم] عنصر كيميائي (Nb)، وهو معدن صلب ومقاوم للحرارة ومرن ذو لون أبيض رمادي (يستخدم في إنتاج الفولاذ المقاوم للمواد الكيميائية والحرارة).

◁ النيوبيوم. النيوبيوم، -آية، -oe.

النيوبيوم

(lat. النيوبيوم)، العنصر الكيميائي للمجموعة الخامسة من الجدول الدوري. سميت على اسم نيوبي - ابنة تانتالوس الأسطورية (تشابه خصائص Nb و Ta). معدن رمادي فاتح مقاوم للحرارة، الكثافة 8.57 جم/سم3، ر mp 2477 درجة مئوية، ودرجة حرارة الانتقال إلى حالة التوصيل الفائق 9.28 كلفن. مقاوم للغاية كيميائيًا. المعادن: البيروكلور، الكولومبيت، اللوباريت، إلخ. أحد مكونات الفولاذ المقاوم كيميائيًا والمقاوم للحرارة، وتُصنع منه أجزاء الصواريخ والمحركات النفاثة والمعدات الكيميائية وتكرير النفط. يستخدم النيوبيوم وسبائكه في طلاء عناصر الوقود في المفاعلات النووية. تُستخدم سبائك Nb 3 Sn Stannide وNb 3 Ge germanide وسبائك النيوبيوم مع Sn وTi وZr في تصنيع ملفات لولبية فائقة التوصيل (Nb 3 Ge هو موصل فائق مع درجة حرارة انتقالية إلى حالة التوصيل الفائق تبلغ 23.2 كلفن).

النيوبيوم

النيوبيوم (lat. النيوبيوم، نيابة عن نيوب (سم.نيوبي))، Nb (ينطق "النيوبيوم")، عنصر كيميائي رقمه الذري 41، كتلته الذرية 92.9064. يتكون النيوبيوم الطبيعي من نظير واحد مستقر، 93 ن.ب. تكوين طبقتين إلكترونيتين خارجيتين 4 س 2 ص 6 د 4 5s 1 . حالات الأكسدة +5، +4، +3، +2 و +1 (التكافؤ V IV، III، II وI). يقع في المجموعة VB، في الفترة الخامسة من الجدول الدوري للعناصر.
نصف القطر الذري 0.145 نانومتر، نصف قطر Nb 5+ أيون - من 0.062 نانومتر (رقم التنسيق 4) إلى 0.088 نانومتر (8)، Nb 4+ أيون - من 0.082 إلى 0.092 نانومتر، Nb 3+ أيون - 0.086 نانومتر، Nb 2+ أيون - 0.085 نانومتر. طاقات التأين المتتابعة هي 6.88، 14.32، 25.05، 38.3 و 50.6 فولت. وظيفة عمل الإلكترون 4.01 فولت. السالبية الكهربية حسب بولينج (سم.بولينج لينوس) 1,6.
تاريخ الاكتشاف
تم اكتشافه عام 1801 على يد سي هاتشيت (سم.هاتشيت تشارلز). أثناء فحص المعدن الأسود المرسل من أمريكا، قام بعزل أكسيد عنصر جديد، والذي أطلق عليه اسم الكولومبيوم، والمعادن التي تحتوي عليه - الكولومبيت. وبعد مرور عام، من نفس المعدن A. G. Ekeberg (سم.إيكيبيرج أندرس جوستاف)عزل أكسيدًا آخر أطلق عليه اسم التنتالوم (سم.التنتالوم (عنصر كيميائي)). كانت خصائص الكولومبيوم و Ta متشابهة جدًا، وقد تم اعتبارهما عنصرًا واحدًا لفترة طويلة جدًا. في عام 1844 ج.روز (سم.روز (العلماء الألمان، الإخوة))أثبت أن هذين عنصرين مختلفين. واحتفظ بالاسم التنتالوم، والآخر يسمى النيوبيوم. فقط في عام 1950 قامت IUPAC (المنظمة العالمية للكيميائيين) أخيرًا بتعيين اسم النيوبيوم للعنصر رقم 41. تم الحصول على Metallic Nb لأول مرة في عام 1866 بواسطة K. Blomstrand (سم.بلومستراند كريستيان فيلهلم).
التواجد في الطبيعة
المحتوى الموجود في القشرة الأرضية هو 2·10-3% وزناً. لا يتم العثور على النيوبيوم في شكل حر، بل يصاحب التنتالوم في الطبيعة. ومن بين الخامات أهمها الكولومبيت-تانتاليت. (سم.كولومبيت)(Fe,Mn)(Nb,Ta) 2O6، البيروكلور (سم.بايروكلور)ولوباريت (سم.لوباريت).
إيصال
يتم الحصول على حوالي 95٪ من Nb من خامات البيروكلور والكولومبيت والتانتاليت واللوباريت. يتم إثراء الخامات باستخدام طرق الجاذبية والتعويم (سم.التعويم). تتم معالجة المركزات التي تحتوي على ما يصل إلى 60% Nb 2 O 5 إلى فيرونيوبيوم (سبيكة من الحديد والنيوبيوم)، أو Nb 2 O 5 النقي أو NbCl 5 . يتم اختزال النيوبيوم من أكسيده أو الفلورايد أو الكلوريد بواسطة الألومنيوم أو الكاربوثيرمي. يتم الحصول على النيوبيوم النقي بشكل خاص عن طريق تخفيض درجة الحرارة العالية لـ NbCl 5 المتطاير مع الهيدروجين.
يتم قولبة مسحوق النيوبيوم الناتج وتلبده في فراغ في أفران القوس الكهربائي أو أفران شعاع الإلكترون.
الخصائص الفيزيائية والكيميائية
النيوبيوم هو معدن فضي لامع ذو لون رمادي فضي مع شبكة بلورية مكعبة مركزية في الجسم من النوع a-Fe، أ= 0.3294 نانومتر. نقطة الانصهار 2477 درجة مئوية، نقطة الغليان 4760 درجة مئوية، الكثافة 8.57 كجم/دم3.
كيميائيا، النيوبيوم مستقر تماما. وعندما يكلس في الهواء، فإنه يتأكسد إلى Nb 2 O 5 . تم وصف حوالي 10 تعديلات بلورية لهذا الأكسيد. عند الضغط الطبيعي، يكون الشكل b لـ Nb 2 O 5 مستقرًا. عندما يتم خلط Nb 2 O 5 مع أكاسيد مختلفة، يتم الحصول على النيوبات: Ti 2 Nb 10 O 29، FeNb 49 O 124. يمكن اعتبار النيوبات بمثابة أملاح لأحماض النيوبيك الافتراضية. وهي مقسمة إلى ميتانيوبات MNbO 3، أو أورثونيوبات M 3 NbO 4، أو بايرونيوبات M 4 Nb 2 O 7 أو بولي نيوبات M 2 O. ن Nb 2 O 5 (M عبارة عن كاتيون مشحون مفردًا، و ن= 2-12). نيوبات الكاتيونات ذات الشحنة المزدوجة والثلاثية معروفة. تتفاعل نيوبات مع HF، وذوبان هيدروفلوريد الفلز القلوي (KHF 2) والأمونيوم (سم.الأمونيوم (في الكيمياء)). يتم تحلل بعض النيوباتس ذات النسبة العالية من M 2 O / Nb 2 O 5:
6Na 3 NbO 4 + 5H 2 O = Na 8 Nb 6 O 19 + 10NaOH
يشكل النيوبيوم NbO 2 وNbO وعدد من الأكاسيد المتوسطة بين NbO 2.42 وNbO 2.50 وقريبة في بنيتها من الشكل b لـ Nb 2 O 5.
مع الهالوجينات (سم.الهالوجين)يشكل Nb خماسي الهاليدات NbHal 5 ورباعي الهاليدات NbHal 4 والأطوار NbHal 2,67 -NbHal 3+x، حيث توجد مجموعات Nb 3 أو Nb 2. يتم تحلل خماسي النيوبيوم بسهولة بالماء. درجات انصهار خماسي كلوريد النيوبيوم وخماسي بروميد وخماسي يوديد هي 205 و267.5 و310 درجة مئوية. فوق 200-250 درجة مئوية، تكون هذه الخماسيات متطايرة.
في وجود بخار الماء والأكسجين، يشكل NbCl 5 وNbBr 5 أوكسيهاليدس NbOCl 3 (NbOBr 3) - وهي مواد فضفاضة تشبه الصوف القطني.
عندما يتفاعل Nb مع الجرافيت، تتشكل الكربيدات Nb 2 C وNb C، وهي مركبات صلبة مقاومة للحرارة. في نظام Nb - N هناك عدة مراحل من التركيب المتغير والنيتريدات Nb 2 N و Nb N. يتصرف Nb بشكل مشابه في الأنظمة التي تحتوي على الفوسفور والزرنيخ. عندما يتفاعل Nb مع الكبريت، يتم الحصول على الكبريتيدات التالية: NbS، NbS 2 و NbS 3. تم تصنيع الفلوريدات المزدوجة Nb وK (Na) - K 2.
طلب
يتم استخدام 50% من النيوبيوم المنتج في صناعة السبائك الدقيقة للفولاذ، و20-30% لإنتاج السبائك غير القابلة للصدأ والمقاومة للحرارة. تُستخدم مركبات النيوبيوم المعدنية (Nb 3 Sn و Nb 3 Ge) في تصنيع الملفات اللولبية للأجهزة فائقة التوصيل. يستخدم نيتريد النيوبيوم NbN في صناعة الأهداف الخاصة بأنابيب البث التلفزيوني. أكاسيد النيوبيوم هي مكونات المواد المقاومة للحرارة والسيراميك والزجاج ذات معاملات الانكسار العالية. الفلوريدات المزدوجة - عند فصل النيوبيوم عن المواد الخام الطبيعية، أثناء إنتاج النيوبيوم المعدني. تُستخدم مادة نيوبات في الإلكترونيات الصوتية والضوئية، كمواد ليزر.
العمل الفسيولوجي
مركبات النيوبيوم سامة. MPC من النيوبيوم في الماء هو 0.01 ملغم / لتر.

القاموس الموسوعي. 2009 .

المرادفات:

انظر ما هو "النيوبيوم" في القواميس الأخرى:

- (النيوبيوم اللاتيني الجديد). أحد المعادن النادرة الموجودة في التانتاليت. قاموس الكلمات الأجنبية المدرجة في اللغة الروسية. Chudinov A.N., 1910. معدن النيوبيوم، الموجود على شكل أكاسيد في معادن نادرة، ليس له أهمية عملية... قاموس الكلمات الأجنبية للغة الروسية

- (النيوبيوم)، Nb، عنصر كيميائي من المجموعة الخامسة من النظام الدوري، العدد الذري 41، الكتلة الذرية 92.9064؛ معدن، نقطة انصهار 2477 ش. يستخدم النيوبيوم في صناعة سبائك الفولاذ، وإنتاج السبائك الصلبة والمقاومة للحرارة وغيرها. النيوبيوم الذي اكتشفه الإنجليز... ... الموسوعة الحديثة

النيوبيوم- (النيوبيوم)، Nb، عنصر كيميائي من المجموعة الخامسة من النظام الدوري، العدد الذري 41، الكتلة الذرية 92.9064؛ معدن، درجة انصهاره 2477 درجة مئوية. يستخدم النيوبيوم في صناعة سبائك الفولاذ، وإنتاج السبائك الصلبة والمقاومة للحرارة وغيرها. النيوبيوم الذي اكتشفه الإنجليز... ... القاموس الموسوعي المصور

- (الرمز Nb) عنصر كيميائي انتقالي باللون الرمادي والأبيض اللامع، معدن. تم اكتشافه عام 1801. ويوجد عادة في خامات البيروكلور. نظرًا لكونه معدنًا ناعمًا وقابلاً للطرق، يُستخدم النيوبيوم في إنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ والسبائك الخاصة... ... القاموس الموسوعي العلمي والتقني

Nb (لات. نيوبيوم؛ من اسم نيوب، ابنة تانتالوس في الأساطير اليونانية الأخرى * أ. نيوبيوم؛ ن. نيوب، نيوبيوم؛ و. نيوبيوم؛ ط. نيوبيو)، مادة كيميائية. عنصر المجموعة الخامسة دوري. نظام مندليف، في. ن. 41، في. م 92.9064. وله نظير طبيعي واحد 93Nb. الموسوعة الجيولوجية

النيوبيوم، أحد المعادن التي اكتشفها الكيميائيون. قاموس دال التوضيحي. في و. دال. 1863 1866… قاموس دال التوضيحي

النيوبيوم- الكيمياء. العنصر، الرمز Nb (lat. النيوبيوم)، في. ن. 41، في. م.92.90؛ معدن رمادي فاتح، الكثافة 8570 كجم/م3، t = 2500 درجة مئوية؛ يحتوي على مادة كيميائية عالية مثابرة. ويوجد في الطبيعة في المعادن مع التنتالوم، ويؤدي انفصاله إلى... ... موسوعة البوليتكنيك الكبيرة

- (lat. النيوبيوم) Nb، العنصر الكيميائي للمجموعة الخامسة من الجدول الدوري، العدد الذري 41، الكتلة الذرية 92.9064. سميت على اسم نيوبي ابنة تانتالوس الأسطوري (تشابه خصائص نيب وتا). معدن حراري رمادي فاتح كثافة 8.57... ... القاموس الموسوعي الكبير

- (النيوبيوم)، Nb، مادة كيميائية... الموسوعة الفيزيائية

الاسم وعدد المرادفات: 2 معدن (86) عنصر (159) قاموس المرادفات ASIS. ف.ن. تريشين. 2013… قاموس المرادفات

- (النيوبيوم بالفرنسية والإنجليزية، نيوب الألمانية؛ الكيميائية)، ملحوظة =: 94. يوجد في المجموعة الخامسة من الجدول الدوري للعناصر معدنان نادران، N. itantalum، اللذان يرتبطان بالفاناديوم بنفس الطريقة التي يرتبط بها الموليبدينوم والتنغستن بالكروم؛ آخر ثلاثة أعضاء ميتال... ... موسوعة بروكهاوس وإيفرون

في الواقع، النيوبيوم، مثل جميع المعادن الأخرى، له لون رمادي. ومع ذلك، باستخدام طبقة أكسيد التخميل، نجعل المعدن يتوهج مع أجمل الزهور. لكن النيوبيوم ليس مجرد معدن يرضي العين. مثل التنتالوم، فهو مستقر في العديد من المواد الكيميائية ويمكن تشكيله بسهولة حتى في درجات الحرارة المنخفضة.

النيوبيوم مختلف في ذلك مستوى عال من المقاومة للتآكلفهو يجمع مع وزن خفيف. نحن نستخدم هذه المواد لإنتاج إدخالات العملات المعدنية بجميع الألوان، وأوعية التبخر المقاومة للتآكل لاستخدامها في تكنولوجيا الطلاء، والبوتقات المقاومة للشكل لزراعة الماس. ونظرًا لمستوى توافقه الحيوي العالي، يُستخدم النيوبيوم أيضًا كمادة للزرع. كما أن درجة حرارة التحول العالية للنيوبيوم تجعله مادة مثالية للكابلات والمغناطيسات فائقة التوصيل.

نقاء مضمون

يمكنك أن تكون واثقًا من جودة منتجاتنا. نحن نستخدم فقط أنقى النيوبيوم كمادة أولية. لذلك نحن نضمن لك للغاية درجة نقاء عالية من المواد.

العملات المعدنية والماس. مجالات تطبيق النيوبيوم

إن تطبيقات النيوبيوم لدينا متنوعة مثل خصائص المادة نفسها. وفيما يلي سنقدم بإيجاز اثنين منهم:

قيمة وملونة

يظهر النيوبيوم الخاص بنا في الضوء الأكثر ملاءمة في إنتاج العملات المعدنية. نتيجة للأكسيد، يتم تشكيل طبقة رقيقة من الأكسيد على سطح النيوبيوم. بسبب انكسار الضوء، تتوهج هذه الطبقة بألوان مختلفة. يمكننا التأثير على هذه الألوان عن طريق تغيير سمك الطبقة. من الأحمر إلى الأزرق: أي لون ممكن.

القابلية للتشكيل والمتانة ممتازة

المقاومة العالية للتآكل وقابلية التشكيل الممتازة تجعل من النيوبيوم مادة مثالية للبوتقات المستخدمة لإنتاج الماس متعدد البلورات الاصطناعي (PCD). يتم استخدام بوتقات النيوبيوم الخاصة بنا لتركيب درجة حرارة عالية تحت ضغط مرتفع.

النيوبيوم النقي الذي يتم الحصول عليه عن طريق الصهر

نقوم بتوريد النيوبيوم المصهور الخاص بنا على شكل صفائح أو شرائح أو قضبان. يمكننا أيضًا تصنيع منتجات ذات أشكال هندسية معقدة منه. يتمتع النيوبيوم النقي الخاص بنا بالخصائص التالية:

• نقطة انصهار عالية تبلغ 2468 درجة مئوية
• ليونة عالية في درجة حرارة الغرفة
• إعادة التبلور عند درجات حرارة من 850 إلى 1300 درجة مئوية
  (حسب درجة التشوه والنظافة)
• مقاومة عالية في المحاليل المائية والمعادن المنصهرة
• قدرة عالية على إذابة الكربون والأكسجين والنيتروجين والهيدروجين (خطر زيادة الهشاشة)
• الموصلية الفائقة
• مستوى عال من التوافق البيولوجي

جيد من جميع النواحي: خصائص النيوبيوم.

ينتمي النيوبيوم إلى مجموعة المعادن المقاومة للحرارة. المعادن المقاومة للحرارة هي معادن تتجاوز نقطة انصهارها نقطة انصهار البلاتين (1772 درجة مئوية). في المعادن المقاومة للحرارة، تكون الطاقة التي تربط الذرات الفردية عالية للغاية. المعادن الحرارية مختلفة نقطة انصهار عاليةبالاشتراك مع انخفاض ضغط البخار, معامل مرونة عاليةو الاستقرار الحراري العالي. بالإضافة إلى ذلك، هناك معادن حرارية معامل منخفض للتمدد الحراري. بالمقارنة مع المعادن المقاومة للحرارة الأخرى، يتمتع النيوبيوم بكثافة منخفضة نسبيًا - فقط 8.57 جم/سم 3 .

في الجدول الدوري للعناصر الكيميائية، يقع النيوبيوم في نفس فترة وجود الموليبدينوم. وفي هذا الصدد، فإن كثافته ونقطة انصهاره قابلة للمقارنة مع كثافة ونقطة انصهار الموليبدينوم. مثل التنتالوم، النيوبيوم عرضة للتقصف الهيدروجيني. لهذا السبب، يتم إجراء المعالجة الحرارية للنيوبيوم في فراغ عالٍ بدلاً من بيئة هيدروجينية. يتمتع كل من النيوبيوم والتنتالوم أيضًا بمقاومة عالية للتآكل في جميع الأحماض وقابلية تشكيل جيدة.

النيوبيوم لديه أعلى درجة حرارة انتقاليةبين جميع العناصر، ويشكل -263.95 درجة مئوية. تحت درجة الحرارة هذه، يكون النيوبيوم فائق التوصيل. علاوة على ذلك، يتمتع النيوبيوم بعدد من الخصائص المحددة للغاية:

ملكيات
العدد الذري		41
الكتلة الذرية		92,91
درجة حرارة الانصهار		2468 درجة مئوية / 2741 درجة كلفن
درجة حرارة الغليان		4744 درجة مئوية / 5017 درجة كلفن
الحجم الذري		1.80 10 -29 [م 3]
ضغط البخار	عند 1800 درجة مئوية عند 2200 درجة مئوية	5 10 -6 [باسكال] 4 10 -3 [باسكال]
الكثافة عند 20 درجة مئوية (293 درجة كلفن)		8.57 [جم/سم3]
هيكل كريستال		مكعب متمركز حول الجسم
ثابت شعرية		329 [م]
الصلابة عند 20 درجة مئوية (293 درجة كلفن)	مشوه إعادة بلورتها	110–180 60–110
معامل المرونة عند 20 درجة مئوية (293 درجة كلفن)		104 [المعدل التراكمي]
نسبة بواسون		0,35
معامل التمدد الحراري الخطي عند 20 درجة مئوية (293 درجة كلفن)		7.1 10 –6 [م/(م ك)]
الموصلية الحرارية عند 20 درجة مئوية (293 درجة كلفن)		53.7 [ث/(م ك)]
السعة الحرارية النوعية عند 20 درجة مئوية (293 درجة كلفن)		0.27 [ي/(ز ك)]
الموصلية عند 20 درجة مئوية (293 درجة كلفن)		7.1 10 6
المقاومة الكهربائية عند 20 درجة مئوية (293 درجة كلفن)		0.141 [(أوم مم 2)/م]
سرعة الصوت عند 20 درجة مئوية (293 درجة كلفن)	موجه طويلة موجة عرضية	4920 [م/ث] 2100 [م/ث]
وظيفة عمل الإلكترون		4.3 [فولت]
التقاط النيوترونات الحرارية عبر المقطع العرضي		1.15 10 -28 [م 2]
درجة حرارة إعادة التبلور (مدة التلدين: ساعة واحدة)		850-1300 درجة مئوية
الموصلية الفائقة (درجة الحرارة الانتقالية)		< -263,95 °C / < 9,2 °K

الخصائص الفيزيائية الحرارية

مثل جميع المعادن المقاومة للحرارة، يتمتع النيوبيوم بنقطة انصهار عالية وكثافة عالية نسبيًا. الموصلية الحرارية للنيوبيوم مماثلة لتلك الموجودة في التنتالوم، ولكنها أقل من تلك الخاصة بالتنغستن. معامل التمدد الحراري للنيوبيوم أعلى من معامل التنغستن، لكنه لا يزال أقل بكثير من معامل الحديد أو الألومنيوم.

تتغير الخصائص الفيزيائية الحرارية للنيوبيوم مع تغيرات درجة الحرارة:

معامل التمدد الحراري الخطي للنيوبيوم والتنتالوم

السعة الحرارية النوعية للنيوبيوم والتنتالوم

الموصلية الحرارية للنيوبيوم والتنتالوم

الخصائص الميكانيكية

الخواص الميكانيكية للنيوبيوم تعتمد في المقام الأول على النظافةوعلى وجه الخصوص محتوى الأكسجين والنيتروجين والهيدروجين والكربون. حتى التركيزات الصغيرة من هذه العناصر يمكن أن يكون لها تأثير كبير. وتشمل العوامل الأخرى التي تؤثر على خصائص النيوبيوم تكنولوجيا الإنتاج, درجة التشوهو المعالجة الحرارية.

مثل جميع المعادن المقاومة للحرارة تقريبًا، يحتوي النيوبيوم على شبكة بلورية مكعبة مركزية على الجسم. درجة حرارة التحول الهش المرن للنيوبيوم أقل من درجة حرارة الغرفة. ولهذا السبب النيوبيوم من السهل للغاية العفن.

في درجة حرارة الغرفة، تكون الاستطالة عند الكسر أكثر من 20%. مع زيادة درجة العمل البارد للمعدن، تزداد قوته وصلابته، ولكن في نفس الوقت تقل الاستطالة عند الكسر. على الرغم من أن المادة تفقد ليونتها، إلا أنها لا تصبح هشة.

عند 104 جيجا باسكال وفي درجة حرارة الغرفة، يكون معامل المرونة للنيوبيوم أقل من معامل المرونة للتنغستن أو الموليبدينوم أو التنتالوم. يتناقص معامل المرونة مع زيادة درجة الحرارة. عند درجة حرارة حوالي 1800 درجة مئوية، تبلغ هذه القيمة 50 جيجا باسكال.

المعامل المرن للنيوبيوم مقارنة بالتنغستن والموليبدينوم والتنتالوم

نظرًا لليونته العالية، يعتبر النيوبيوم مناسبًا بشكل مثالي عمليات صبمثل الثني أو الختم أو الضغط أو الرسم العميق. لمنع اللحام البارد، يوصى باستخدام أدوات فولاذية أو معدنية صلبة. من الصعب إنتاج النيوبيوم قطع. يصعب فصل الرقائق. لهذا السبب، نوصي باستخدام أدوات تتضمن خطوات إخلاء الشريحة. النيوبيوم مختلف قابلية اللحام ممتازةمقارنة بالتنغستن والموليبدينوم.

هل لديك أسئلة حول تصنيع المعادن المقاومة للحرارة؟ سنكون سعداء بمساعدتك باستخدام سنوات خبرتنا العديدة.

الخواص الكيميائية

يتم تغليف النيوبيوم بشكل طبيعي بطبقة كثيفة من الأكسيد. تحمي طبقة الأكسيد المادة وتوفر مقاومة عالية للتآكل. في درجة حرارة الغرفة، لا يكون النيوبيوم مستقرًا إلا في عدد قليل من المواد غير العضوية: حمض الكبريتيك المركز، والفلور، وفلوريد الهيدروجين، وحمض الهيدروفلوريك، وحمض الأكساليك. النيوبيوم مستقر في المحاليل المائية للأمونيا.

المحاليل القلوية وهيدروكسيد الصوديوم السائل وهيدروكسيد البوتاسيوم لها أيضًا تأثير كيميائي على النيوبيوم. يمكن للعناصر التي تشكل المحاليل الصلبة الخلالية، وخاصة الهيدروجين، أن تجعل النيوبيوم هشًا. تتناقص مقاومة النيوبيوم للتآكل مع زيادة درجة الحرارة وعند ملامسته لمحاليل تتكون من عدة مواد كيميائية. في درجة حرارة الغرفة، يكون النيوبيوم مستقرًا تمامًا في بيئة أي مواد غير معدنية، باستثناء الفلور. ومع ذلك، عند درجات حرارة أعلى من حوالي 150 درجة مئوية، يتفاعل النيوبيوم مع الكلور والبروم واليود والكبريت والفوسفور.

مقاومة التآكل في الماء والمحاليل المائية والبيئات غير المعدنية
ماء	الماء الساخن< 150 °C	مثابر
الأحماض غير العضوية	حامض الهيدروكلوريك< 30 % до 110 °C حمض الكبريتيك< 98 % до 100 °C حمض النيتريك< 65 % до 190 °C حمض الهيدروفلوريك< 60 % حمض الفسفوريك< 85 % до 90 °C	مثابر مثابر مثابر غير مستقر مثابر
الأحماض العضوية	حمض الاسيتيك< 100 % до 100 °C حمض الأكساليك< 10 % حمض اللاكتيك< 85 % до 150 °C حمض النبيذ< 20 % до 150 °C	مثابر غير مستقر مثابر مثابر
المحاليل القلوية	هيدروكسيد الصوديوم< 5 % هيدروكسيد البوتاسيوم< 5 % محاليل الأمونيا< 17 % до 20 °C كربونات الصوديوم< 20 % до 20 °C	غير مستقر غير مستقر مثابر مثابر
المحاليل الملحية	كلوريد الأمونيوم< 150 °C كلوريد الكالسيوم< 150 °C كلوريد الحديديك< 150 °C كلورات البوتاسيوم< 150 °C السوائل البيولوجية< 150 °C كبريتات الماغنيسيوم< 150 °C نترات الصوديوم< 150 °C كلوريد القصدير< 150 °C	مثابر مثابر مثابر مثابر مثابر مثابر مثابر مثابر
اللافلزات	الفلور الكلور< 100 °C البروم< 100 °C اليود< 100 °C الكبريت< 100 °C الفوسفور< 100 °C بور< 800 °C	غير دائم مثابر مثابر مثابر مثابر مثابر مثابر

النيوبيوم مستقر في بعض المعادن المصهورة مثل Ag، Bi، Cd، Cs، Cu، Ga، Hg، °K، Li، Mg، Na و Pb، بشرط أن تحتوي هذه المصهورات على كميات صغيرة من الأكسجين. Al، Fe، Be، Ni، Co، وكذلك Zn و Sn جميعها لها تأثير كيميائي على النيوبيوم.

مقاومة التآكل في المعادن المنصهرة
الألومنيوم	غير مستقر	الليثيوم	مقاومة لدرجة الحرارة< 1000 °C
البريليوم	غير مستقر	المغنيسيوم	مقاومة لدرجة الحرارة< 950 °C
يقود	مقاومة لدرجة الحرارة< 850 °C	صوديوم	مقاومة لدرجة الحرارة< 1000 °C
الكادميوم	مقاومة لدرجة الحرارة< 400 °C	النيكل	غير مستقر
السيزيوم	مقاومة لدرجة الحرارة< 670 °C	الزئبق	مقاومة لدرجة الحرارة< 600°C
حديد	غير مستقر	فضة	مقاومة لدرجة الحرارة< 1100 °C
الغاليوم	مقاومة لدرجة الحرارة< 400 °C	البزموت	مقاومة لدرجة الحرارة< 550°C
البوتاسيوم	مقاومة لدرجة الحرارة< 1000 °C	الزنك	غير مستقر
نحاس	مقاومة لدرجة الحرارة< 1200 °C	القصدير	غير مستقر
الكوبالت	غير مستقر

لا يتفاعل النيوبيوم مع الغازات الخاملة. ولهذا السبب، يمكن استخدام الغازات الخاملة النقية كغازات حماية. ومع ذلك، مع ارتفاع درجة الحرارة، يتفاعل النيوبيوم بنشاط مع الأكسجين والنيتروجين والهيدروجين الموجود في الهواء. يمكن التخلص من الأكسجين والنيتروجين عن طريق تلدين المادة في فراغ عالٍ عند درجات حرارة أعلى من 1700 درجة مئوية. يتم بالفعل التخلص من الهيدروجين عند 800 درجة مئوية. تؤدي هذه العملية إلى فقدان المواد بسبب تكوين أكاسيد متطايرة وإعادة بلورة الهيكل.

هل تريد استخدام النيوبيوم في الفرن الصناعي الخاص بك؟ يرجى ملاحظة أن النيوبيوم قد يتفاعل مع المكونات المصنوعة من الأكاسيد المقاومة للحرارة أو الجرافيت. حتى الأكاسيد المستقرة جدًا مثل الألومنيوم أو المغنيسيوم أو أكسيد الزركونيوم يمكن أن تخضع لخفض درجة الحرارة العالية إذا تلامست مع النيوبيوم. عند ملامسة الجرافيت، يمكن أن تتشكل الكربيدات، مما يؤدي إلى زيادة هشاشة النيوبيوم. على الرغم من أنه يمكن دمج النيوبيوم بسهولة مع الموليبدينوم أو التنغستن، إلا أنه يمكن أن يتفاعل مع نيتريد البورون السداسي ونيتريد السيليكون. تنطبق حدود درجات الحرارة الموضحة في الجدول على الفراغ. عند استخدام غاز التدريع، تكون درجات الحرارة أقل بحوالي 100-200 درجة مئوية.

يمكن تجديد النيوبيوم، الذي يصبح هشًا عند تعرضه للهيدروجين، عن طريق التلدين في فراغ عالٍ عند 800 درجة مئوية.

الانتشار في الطبيعة والتحضير

في عام 1801، قام الكيميائي الإنجليزي تشارلز هاتشيت بفحص حجر أسود ثقيل تم جلبه من أمريكا. واكتشف أن الحجر يحتوي على عنصر غير معروف في ذلك الوقت، وهو ما أطلق عليه اسم كولومبياحسب بلده الأصلي. الاسم الذي يعرف به الآن، النيوبيوم، أطلق عليه في عام 1844 من قبل مكتشفه الثاني، هاينريش روز. أصبح هاينريش روز أول شخص يفصل النيوبيوم عن التنتالوم. وقبل ذلك كان من المستحيل التمييز بين هاتين المادتين. أعطت روز المعدن اسمه النيوبيومسميت على اسم ابنة الملك تانتالوس نيوبيا. وهكذا أراد التأكيد على العلاقة الوثيقة بين المعدنين. تم الحصول على معدن النيوبيوم لأول مرة عن طريق الاختزال في عام 1864 بواسطة سي دبليو بلومستراند. حصل النيوبيوم على اسمه الرسمي بعد حوالي 100 عام فقط بعد الكثير من الجدل. وقد اعترفت الرابطة الدولية للكيمياء البحتة والتطبيقية بـ "النيوبيوم" كاسم رسمي للمعدن.

يوجد النيوبيوم بشكل شائع في الطبيعة على شكل كولومبيت، المعروف أيضًا باسم نيوبايت، وصيغته الكيميائية هي (Fe,Mn) [(Nb,Ta)O3]2. مصدر آخر مهم للنيوبيوم هو البيروكلور، وهو نيوبات الكالسيوم ذو البنية المعقدة. توجد رواسب هذا الخام في أستراليا والبرازيل وبعض الدول الأفريقية.

تتم معالجة الخامات المستخرجة في عدة مراحل مختلفة لإنتاج مركزات تصل إلى 70% (Ta, Nb) 2O5. ثم يتم إذابتها في أحماض الهيدروفلوريك والكبريتيك. يتم بعد ذلك فصل مركبات فلوريد التنتالوم والنيوبيوم باستخدام عملية الاستخلاص. يتأكسد فلوريد النيوبيوم بالأكسجين لتكوين خامس أكسيد النيوبيوم ثم يتم اختزاله بالكربون عند 2000 درجة مئوية لتكوين معدن النيوبيوم. يتم بعد ذلك الحصول على النيوبيوم فائق النقاء باستخدام عملية إعادة صهر شعاع الإلكترون الإضافية.