stringtranslate.com

ниобий

Ниобий — химический элемент ; он имеет символ Nb (ранее колумбий , Cb ) и атомный номер 41. Это светло-серый, кристаллический и пластичный переходный металл . Чистый ниобий имеет твердость по шкале Мооса, близкую к чистому титану , [6] и пластичность, близкую к железу . Ниобий окисляется в атмосфере Земли очень медленно, поэтому его применяют в ювелирных изделиях в качестве гипоаллергенной альтернативы никелю . Ниобий часто встречается в минералах пирохлоре и колумбите . Его название происходит из греческой мифологии : Ниоба , дочь Тантала , тезка тантала . Название отражает большое сходство между двумя элементами по их физическим и химическим свойствам, что делает их трудноразличимыми. [7]

Английский химик Чарльз Хэтчетт сообщил о новом элементе, похожем на тантал, в 1801 году и назвал его колумбием. В 1809 году английский химик Уильям Хайд Волластон ошибочно заключил, что тантал и колумбий идентичны. Немецкий химик Генрих Розе определил в 1846 году, что танталовые руды содержат второй элемент, который он назвал ниобием. В 1864 и 1865 годах ряд научных открытий прояснили, что ниобий и колумбий являются одним и тем же элементом (в отличие от тантала), и в течение столетия оба названия использовались взаимозаменяемо. Ниобий был официально принят в качестве названия элемента в 1949 году, но название колумбий по-прежнему используется в настоящее время в металлургии в Соединенных Штатах.

Только в начале 20 века ниобий впервые был использован в коммерческих целях. Ниобий является важной добавкой к высокопрочным низколегированным сталям. Бразилия является ведущим производителем ниобия и феррониобия , сплава 60–70% ниобия с железом. Ниобий используется в основном в сплавах, большая часть в специальной стали, такой как та, которая используется в газопроводах . Хотя эти сплавы содержат максимум 0,1%, небольшой процент ниобия повышает прочность стали за счет удаления карбида и нитрида . Температурная стабильность суперсплавов, содержащих ниобий, важна для его использования в реактивных и ракетных двигателях .

Ниобий используется в различных сверхпроводящих материалах. Эти сплавы , также содержащие титан и олово , широко используются в сверхпроводящих магнитах сканеров МРТ . Другие области применения ниобия включают сварку, ядерную промышленность, электронику, оптику, нумизматику и ювелирное дело. В последних двух областях применения низкая токсичность и радужность, получаемые при анодировании, являются крайне востребованными свойствами. Ниобий считается критически важным для технологий элементом .

История

Овальная черно-белая картина мужчины с выступающим воротником рубашки и галстуком.
Английский химик Чарльз Хэтчетт в 1801 году выделил элемент колумбий в составе минерала, обнаруженного в Коннектикуте, США.
Черно-белое изображение мраморной скульптуры кланяющейся женщины с ребенком на коленях
Изображение эллинистической скульптуры, изображающей Ниобею, работы Джорджо Зоммера

Ниобий был идентифицирован английским химиком Чарльзом Хэтчеттом в 1801 году. [8] [9] [10] Он обнаружил новый элемент в образце минерала, который был отправлен в Англию из Коннектикута , США, в 1734 году Джоном Уинтропом, членом Королевского общества (внуком Джона Уинтропа Младшего ), и назвал минерал колумбитом , а новый элемент колумбием в честь Колумбии , поэтического названия Соединенных Штатов. [11] [12] [13] Колумбий , открытый Хэтчеттом, вероятно, был смесью нового элемента с танталом. [11]

Впоследствии возникла значительная путаница [14] по поводу разницы между колумбием (ниобием) и близкородственным ему танталом. В 1809 году английский химик Уильям Хайд Волластон сравнил оксиды, полученные как из колумбия — колумбита, с плотностью 5,918 г/см 3 , так и из тантала — танталита , с плотностью более 8 г/см 3 , и пришел к выводу, что два оксида, несмотря на значительную разницу в плотности, идентичны; поэтому он сохранил название тантал. [14] Этот вывод был оспорен в 1846 году немецким химиком Генрихом Розе , который утверждал, что в образце танталита было два разных элемента, и назвал их в честь детей Тантала : ниобий (от Ниобы ) и пелопий (от Пелопса ). [15] [16] Эта путаница возникла из-за минимальных наблюдаемых различий между танталом и ниобием. Заявленные новые элементы пелопий , ильмений и дианий [17] на самом деле были идентичны ниобию или смесям ниобия и тантала. [18]

Различия между танталом и ниобием были недвусмысленно продемонстрированы в 1864 году Кристианом Вильгельмом Бломстрандом [18] и Анри Этьеном Сент-Клером Девилем , а также Луи Ж. Троостом , который определил формулы некоторых соединений в 1865 году [18] [19] и, наконец, швейцарским химиком Жаном Шарлем Галиссаром де Мариньяком [20] в 1866 году, которые все доказали, что существует только два элемента. Статьи об ильмениуме продолжали появляться до 1871 года. [21]

Де Мариньяк был первым, кто получил этот металл в 1864 году, когда он восстановил хлорид ниобия, нагревая его в атмосфере водорода . [22] Хотя де Мариньяк смог производить ниобий без тантала в больших масштабах к 1866 году, только в начале 20 века ниобий стал использоваться в нитях ламп накаливания , что стало первым коммерческим применением. [19] Это использование быстро устарело из-за замены ниобия на вольфрам , который имеет более высокую температуру плавления. То, что ниобий улучшает прочность стали, было впервые обнаружено в 1920-х годах, и это применение остается его преобладающим использованием. [19] В 1961 году американский физик Юджин Кунцлер и его коллеги из Bell Labs обнаружили, что ниобий-олово продолжает демонстрировать сверхпроводимость в присутствии сильных электрических токов и магнитных полей, [23] что сделало его первым материалом, поддерживающим высокие токи и поля, необходимые для полезных мощных магнитов и электроэнергетических машин . Это открытие позволило — два десятилетия спустя — производить длинные многожильные кабели, смотанные в катушки, для создания больших мощных электромагнитов для вращающихся машин, ускорителей частиц и детекторов частиц. [24] [25]

Наименование элемента

Колумбий (символ Cb) [26] — это название, которое Хэтчетт первоначально дал металлу после его открытия в 1801 году. [9] Название отражало, что типовой образец руды прибыл из Соединенных Штатов Америки ( Колумбия ). [27] Это название оставалось в употреблении в американских журналах — последняя статья, опубликованная Американским химическим обществом с колумбием в названии, датируется 1953 годом [28] — в то время как в Европе использовалось ниобий . Чтобы положить конец этой путанице, на 15-й конференции Союза химии в Амстердаме в 1949 году для элемента 41 было выбрано название ниобий. [29] Год спустя это название было официально принято Международным союзом теоретической и прикладной химии (ИЮПАК) после 100 лет споров, несмотря на хронологическое первенство названия колумбий . [29] Это был своего рода компромисс; [29] ИЮПАК принял вольфрам вместо вольфрама в знак уважения к североамериканскому использованию; и ниобий вместо колумбия в знак уважения к европейскому использованию. В то время как многие американские химические общества и правительственные организации обычно используют официальное название ИЮПАК, некоторые металлурги и общества по металлам все еще используют оригинальное американское название, « колумбий » . [30] [31] [32] [33]

Характеристики

Физический

Ниобий — блестящий , серый, пластичный , парамагнитный металл в 5-й группе периодической системы ( см. таблицу) с электронной конфигурацией на внешних оболочках , нетипичной для 5-й группы. Аналогичные нетипичные конфигурации встречаются по соседству с рутением (44), родием (45) и палладием (46).

Хотя считается, что он имеет объемно-центрированную кубическую кристаллическую структуру от абсолютного нуля до точки плавления, измерения теплового расширения с высоким разрешением вдоль трех кристаллографических осей выявляют анизотропию, которая несовместима с кубической структурой. [34] Поэтому ожидаются дальнейшие исследования и открытия в этой области.

Ниобий становится сверхпроводником при криогенных температурах. При атмосферном давлении он имеет самую высокую критическую температуру среди элементарных сверхпроводников — 9,2  К. [ 35] Ниобий имеет самую большую глубину магнитного проникновения среди всех элементов. [35] Кроме того, он является одним из трех элементарных сверхпроводников II типа , наряду с ванадием и технецием . Сверхпроводящие свойства сильно зависят от чистоты металла ниобия. [36]

В очень чистом виде он сравнительно мягкий и пластичный, но примеси делают его тверже. [37]

Металл имеет низкое сечение захвата тепловых нейтронов ; [38] поэтому он используется в ядерной промышленности, где требуются прозрачные для нейтронов структуры. [39]

Химический

Металл приобретает синеватый оттенок при длительном воздействии воздуха при комнатной температуре. [40] Несмотря на высокую температуру плавления в элементарной форме (2468 °C), он менее плотный, чем другие тугоплавкие металлы . Кроме того, он устойчив к коррозии, проявляет свойства сверхпроводимости и образует диэлектрические оксидные слои.

Ниобий немного менее электроположителен и более компактен, чем его предшественник в периодической таблице, цирконий , тогда как по размеру он практически идентичен более тяжелым атомам тантала из-за лантаноидного сжатия . [37] В результате химические свойства ниобия очень похожи на свойства тантала, который находится непосредственно под ниобием в периодической таблице . [19] Хотя его коррозионная стойкость не такая выдающаяся, как у тантала, более низкая цена и большая доступность делают ниобий привлекательным для менее требовательных применений, таких как футеровка чанов на химических заводах. [37]

Изотопы

Ниобий в земной коре состоит почти полностью из одного стабильного изотопа , 93 Nb. [41] К 2003 году было синтезировано не менее 32 радиоизотопов с атомной массой от 81 до 113. Наиболее стабильным является 92 Nb с периодом полураспада 34,7 миллиона лет. 92 Nb, наряду с 94 Nb, был обнаружен в очищенных образцах земного ниобия и может образовываться в результате бомбардировки мюонами космических лучей в земной коре. [42] Одним из наименее стабильных изотопов ниобия является 113 Nb; предполагаемый период полураспада 30 миллисекунд. Изотопы легче стабильного 93 Nb склонны к β + -распаду , а те, что тяжелее, склонны к β −- распаду, за некоторыми исключениями. 81 Nb, 82 Nb и 84 Nb имеют второстепенные пути распада с β + -задержкой испускания протонов , 91 Nb распадается путем захвата электронов и испускания позитронов , а 92 Nb распадается как путем β +, так и путем β − распада. [41]

Было описано не менее 25 ядерных изомеров с атомной массой от 84 до 104. В этом диапазоне только 96 Nb, 101 Nb и 103 Nb не имеют изомеров. Наиболее стабильным изомером ниобия является 93m Nb с периодом полураспада 16,13 лет. Наименее стабильным изомером является 84m Nb с периодом полураспада 103 нс. Все изомеры ниобия распадаются путем изомерного перехода или бета-распада, за исключением 92m1 Nb, который имеет незначительную ветвь захвата электронов. [41]

Происшествие

Ниобий оценивается как 33-й по распространенности элемент в земной коре , его содержание составляет 20  частей на миллион . [43] Некоторые полагают, что его распространенность на Земле намного выше, и что высокая плотность элемента сконцентрировала его в ядре Земли. [31] Свободный элемент не встречается в природе, но ниобий встречается в сочетании с другими элементами в минералах. [37] Минералы, содержащие ниобий, часто также содержат тантал. Примерами являются колумбит ( (Fe,Mn)Nb 2 O 6 ) и колумбит-танталит (или колтан , (Fe,Mn)(Ta,Nb) 2 O 6 ). [44] Минералы колумбит-танталит (наиболее распространенные виды — колумбит-(Fe) и танталит-(Fe), где «-(Fe)» — суффикс Левинсона, указывающий на преобладание железа над другими элементами, такими как марганец [45] [46] [47] [48] ), которые чаще всего встречаются в качестве акцессорных минералов в пегматитовых интрузиях и в щелочных интрузивных породах . Менее распространены ниобаты кальция , урана , тория и редкоземельных элементов . Примерами таких ниобатов являются пирохлор ( (Na,Ca) 2Nb2O6 (OH,F) ) (теперь групповое название, относительно распространенным примером является, например, фторкальциопирохлор [ 47 ] [48] [49] [50] [ 51] ) и эвксенит ( правильно названный эвксенит-(Y) [47] [48] [52] ) ( (Y,Ca,Ce,U,Th)(Nb,Ta,Ti) 2O6 ). Эти крупные месторождения ниобия были обнаружены связанными с карбонатитами (карбонатно -силикатными магматическими породами ) и в качестве составной части пирохлора. [53 ]

Три крупнейших в настоящее время разрабатываемых месторождения пирохлора, два в Бразилии и одно в Канаде, были обнаружены в 1950-х годах и до сих пор являются основными производителями концентратов ниобиевых минералов. [19] Крупнейшее месторождение находится в карбонатитовой интрузии в Араше , штат Минас-Жерайс , Бразилия, и принадлежит CBMM ( Companhia Brasileira de Metalurgia e Mineração ); другое действующее бразильское месторождение находится недалеко от Каталана , штат Гояс , и принадлежит China Molybdenum , также расположено в карбонатитовой интрузии. [54] Вместе эти две шахты производят около 88% мировых поставок. [55] Бразилия также имеет крупное, но все еще неиспользуемое месторождение около Сан-Габриэл-да-Кашуэйра , штат Амазонас , а также несколько более мелких месторождений, в частности, в штате Рорайма . [55] [56]

Третьим по величине производителем ниобия является карбонатитовый рудник Ниобек в Сент-Оноре , недалеко от Шикутими , Квебек , Канада, принадлежащий Magris Resources. [57] Он производит от 7% до 10% мировых поставок. [54] [55]

Производство

Карта мира в серо-белых тонах, на которой Бразилия окрашена в красный цвет, что означает 90% мирового производства ниобия, а Канада окрашена в темно-синий цвет, что означает 5% мирового производства ниобия.
Производители ниобия в 2006-2015 гг.

После отделения от других минералов получают смешанные оксиды тантала Ta 2 O 5 и ниобия Nb 2 O 5. Первым этапом обработки является реакция оксидов с плавиковой кислотой : [44]

Ta 2 O 5 + 14 HF → 2 H 2 [TaF 7 ] + 5 H 2 O
Nb2O5 + 10HF → 2H2 [ NbOF5 ] + 3H2O​

Первое промышленное разделение, разработанное швейцарским химиком де Мариньяком , использует различную растворимость сложных фторидов ниобия и тантала , моногидрата оксипентафторниобата дикалия ( K 2 [NbOF 5 ]·H 2 O ) и гептафторотанталата дикалия ( K 2 [TaF 7 ] ) в воде. Более новые процессы используют жидкостную экстракцию фторидов из водного раствора органическими растворителями , такими как циклогексанон . [44] Сложные фториды ниобия и тантала извлекаются отдельно из органического растворителя водой и либо осаждаются путем добавления фторида калия для получения комплекса фторида калия, либо осаждаются аммиаком в виде пентоксида: [58]

H2 [NbOF5 ] + 2KF → K2 [ NbOF5 ] ↓ + 2HF

С последующим:

2H2 [ NbOF5 ] + 10NH4OH → Nb2O5 ↓ + 10NH4F + 7H2O​​

Для восстановления до металлического ниобия используется несколько методов . Электролиз расплавленной смеси K 2 [ NbOF 5 ] и хлорида натрия является одним из них ; другой - восстановление фторида натрием . С помощью этого метода можно получить относительно высокочистый ниобий. В крупномасштабном производстве Nb 2 O 5 восстанавливается водородом или углеродом. [58] В алюмотермической реакции смесь оксида железа и оксида ниобия реагирует с алюминием :

3Nb2O5 + Fe2O3 + 12Al → 6Nb + 2Fe + 6Al2O3​

Для усиления реакции добавляют небольшое количество окислителей, таких как нитрат натрия . В результате получается оксид алюминия и феррониобий , сплав железа и ниобия, используемый в производстве стали. [59] [60] Феррониобий содержит от 60 до 70% ниобия. [54] Без оксида железа для производства ниобия используется алюминотермический процесс. Для достижения степени сверхпроводимости сплавов необходима дополнительная очистка. Электронно-лучевая плавка в вакууме — метод, используемый двумя основными дистрибьюторами ниобия. [61] [62]

По состоянию на 2013 год CBMM из Бразилии контролировала 85 процентов мирового производства ниобия. [63] Геологическая служба США оценивает, что производство увеличилось с 38 700 тонн в 2005 году до 44 500 тонн в 2006 году. [64] [65] Мировые ресурсы оцениваются в 4,4 миллиона тонн. [65] В течение десятилетнего периода с 1995 по 2005 год производство более чем удвоилось, начавшись с 17 800 тонн в 1995 году. [66] В период с 2009 по 2011 год производство было стабильным на уровне 63 000 тонн в год, [67] с небольшим снижением в 2012 году до всего лишь 50 000 тонн в год. [68]

Меньшие количества обнаружены на месторождении Каньика в Малави ( рудник Каньика ).

Соединения

Во многих отношениях ниобий похож на тантал и цирконий . Он реагирует с большинством неметаллов при высоких температурах; с фтором при комнатной температуре; с хлором при 150 °C и водородом при 200 ° C ; и с азотом при 400 °C, с продуктами, которые часто являются интерстициальными и нестехиометрическими. [37] Металл начинает окисляться на воздухе при 200 ° C . [58] Он устойчив к коррозии кислотами, включая царскую водку , соляную , серную , азотную и фосфорную кислоты . [37] Ниобий подвергается воздействию горячей концентрированной серной кислоты, плавиковой кислоты и смесей плавиковой/азотной кислоты. Он также подвергается воздействию горячих насыщенных растворов гидроксидов щелочных металлов.

Хотя ниобий проявляет все формальные степени окисления от +5 до −1, наиболее распространенные соединения имеют ниобий в состоянии +5. [37] Характерно, что соединения в степенях окисления менее 5+ демонстрируют связь Nb–Nb. В водных растворах ниобий проявляет только степень окисления +5. Он также легко подвержен гидролизу и едва растворим в разбавленных растворах соляной , серной , азотной и фосфорной кислот из-за осаждения водного оксида Nb. [61] Nb(V) также слабо растворим в щелочных средах из-за образования растворимых видов полиоксониобата. [72] [73]

Оксиды, ниобаты и сульфиды

Ниобий образует оксиды в степенях окисления +5 ( Nb2O5 ) , [ 74] +4 ( NbO2 ) и более редкой степени окисления +2 ( NbO ). [75] Наиболее распространенным является пентоксид, предшественник почти всех соединений и сплавов ниобия. [ 58] [76] Ниобаты образуются путем растворения пентоксида в основных растворах гидроксидов или путем плавления его в оксидах щелочных металлов. Примерами являются ниобат лития ( LiNbO3 ) и ниобат лантана ( LaNbO4 ). В ниобате лития находится тригонально искаженная перовскитоподобная структура, тогда как ниобат лантана содержит одиночный NbO 3−
4ионы. [58] Также известен слоистый сульфид ниобия ( NbS 2 ). [37]

Материалы могут быть покрыты тонкой пленкой оксида ниобия (V) методом химического осаждения из паровой фазы или методом атомно-слоевого осаждения , полученного путем термического разложения этоксида ниобия (V) при температуре выше 350 °C. [77] [78]

Галогениды

Часовое стекло на черной поверхности с небольшой частью желтых кристаллов
Очень чистый образец пентахлорида ниобия
Шаростержневая модель пентахлорида ниобия , существующего в виде димера

Ниобий образует галогениды в степенях окисления +5 и +4, а также разнообразные субстехиометрические соединения . [58] [61] Пентагалогениды ( NbX
5) имеют октаэдрические центры Nb. Пентафторид ниобия ( NbF 5 ) представляет собой белое твердое вещество с температурой плавления 79,0 °C, а пентахлорид ниобия ( NbCl 5 ) — желтое (см. изображение справа) с температурой плавления 203,4 °C. Оба гидролизуются с образованием оксидов и оксигалогенидов, таких как NbOCl 3 . Пентахлорид является универсальным реагентом, используемым для получения металлоорганических соединений, таких как дихлорид ниобоцена ( (C
5ЧАС
5)
2NbCl
2). [79] Тетрагалогениды ( NbX
4) представляют собой темноокрашенные полимеры со связями Nb-Nb; например, черный гигроскопичный тетрафторид ниобия ( NbF 4 ) и коричневый тетрахлорид ниобия ( NbCl 4 ).

Анионные галогенидные соединения ниобия хорошо известны, отчасти благодаря кислотности Льюиса пентагалогенидов. Наиболее важным является [NbF 7 ] 2− , промежуточное соединение при разделении Nb и Ta из руд. [44] Этот гептафторид имеет тенденцию образовывать оксопентафторид легче, чем соединение тантала. Другие галогенидные комплексы включают октаэдрический [ NbCl 6 ] − :

Nb2Cl10 + 2Cl− → 2 [ NbCl6 ] −​​

Как и в случае с другими металлами с низкими атомными числами, известны различные восстановленные галогенидные кластерные ионы, ярким примером которых является [ Nb6Cl18 ] 4− . [ 80]

Нитриды и карбиды

Другие бинарные соединения ниобия включают нитрид ниобия (NbN), который становится сверхпроводником при низких температурах и используется в детекторах инфракрасного света. [81] Основным карбидом ниобия является NbC, чрезвычайно твердый , тугоплавкий , керамический материал, коммерчески используемый в режущих инструментах .

Приложения

Три куска металлической фольги с желтым налетом
Ниобиевая фольга

Из 44 500 тонн ниобия, добытого в 2006 году, около 90% было использовано в высококачественной конструкционной стали. Второе по величине применение — суперсплавы . [82] Сплавы ниобия, сверхпроводники и электронные компоненты составляют очень малую долю мирового производства. [82]

Производство стали

Ниобий является эффективным микролегирующим элементом для стали, в которой он образует карбид ниобия и нитрид ниобия . [31] Эти соединения улучшают измельчение зерна и замедляют рекристаллизацию и дисперсионное твердение . Эти эффекты, в свою очередь, увеличивают ударную вязкость , прочность , формуемость и свариваемость . [31] В микролегированных нержавеющих сталях содержание ниобия является небольшим (менее 0,1%) [83] , но важным дополнением к высокопрочным низколегированным сталям , которые широко используются в конструкции современных автомобилей. [31] Ниобий иногда используется в значительно больших количествах для высокоизносостойких деталей машин и ножей, до 3% в нержавеющей стали Crucible CPM S110V. [84]

Эти же ниобиевые сплавы часто используются при строительстве трубопроводов. [85] [86]

Суперсплавы

Количества ниобия используются в суперсплавах на основе никеля, кобальта и железа в пропорциях до 6,5% [83] для таких применений, как компоненты реактивных двигателей , газовые турбины , ракетные узлы, системы турбонаддува, жаропрочное и сжигательное оборудование. Ниобий выделяет упрочняющую γ''-фазу в зернистой структуре суперсплава. [87]

Одним из примеров суперсплава является Inconel 718 , состоящий примерно из 50% никеля , 18,6% хрома , 18,5% железа , 5% ниобия, 3,1% молибдена , 0,9% титана и 0,4% алюминия . [88] [89]

Эти суперсплавы использовались, например, в усовершенствованных системах каркаса самолета для программы Gemini . Другой ниобиевый сплав [ требуется разъяснение ] использовался для сопла служебного модуля Apollo . Поскольку ниобий окисляется при температурах выше 400 °C, для этих применений необходимо защитное покрытие, чтобы предотвратить хрупкость сплава . [ 90]

Сплавы на основе ниобия

Изображение служебного модуля «Аполлон» на фоне Луны
Командно-модульный модуль Apollo 15 на лунной орбите; темное сопло маршевой двигательной установки изготовлено из сплава ниобия и титана

Сплав C-103 был разработан в начале 1960-х годов совместно Wah Chang Corporation и Boeing Co. DuPont , Union Carbide Corp., General Electric Co. и несколько других компаний разрабатывали сплавы на основе Nb одновременно, в основном под влиянием Холодной войны и космической гонки . Он состоит из 89% ниобия, 10% гафния и 1% титана и используется для сопел жидкостных ракетных двигателей , таких как спускаемый двигатель лунных модулей Apollo . [ 90]

Реакционная способность ниобия с кислородом требует его обработки в вакууме или инертной атмосфере , что значительно увеличивает стоимость и сложность производства. Вакуумная дуговая переплавка (VAR) и электронно-лучевая плавка (EBM), новые процессы в то время, позволили разработать ниобий и другие реактивные металлы. Проект, который дал C-103, начался в 1959 году с 256 экспериментальных сплавов ниобия в «серии C» ( C, возможно, возникший из колумбия ), которые можно было расплавить в виде кнопок и прокатать в листы . У Wah Chang Corporation был запас гафния , очищенного из сплавов циркония ядерного качества , который она хотела ввести в коммерческое использование. 103-й экспериментальный состав сплавов серии C, Nb-10Hf-1Ti, имел наилучшее сочетание формуемости и высокотемпературных свойств. Wah Chang изготовил первую 500-фунтовую плавку C-103 в 1961 году, от слитка до листа, используя EBM и VAR. Предполагаемые области применения включали турбинные двигатели и теплообменники с жидким металлом . Конкурирующие ниобиевые сплавы той эпохи включали FS85 (Nb-10W-28Ta-1Zr) от Fansteel Metallurgical Corp. , Cb129Y (Nb-10W-10Hf-0.2Y) от Wah Chang и Boeing, Cb752 (Nb-10W-2.5Zr) от Union Carbide и Nb1Zr от Superior Tube Co. [90]

Вакуумное сопло Merlin из ниобиевого сплава

Сопло серии двигателей Merlin Vacuum , разработанных компанией SpaceX для верхней ступени ракеты Falcon 9 , изготовлено из ниобиевого сплава [ необходимо разъяснение ] . [91]

Суперсплавы на основе ниобия используются для производства компонентов гиперзвуковых ракетных систем. [92]

Сверхпроводящие магниты

Желто-серая медицинская машина высотой с комнату с отверстием для человека посередине и носилками прямо перед ней.
Клинический магнитно-резонансный томограф мощностью 3 Тесла с использованием сверхпроводящего сплава ниобия

Ниобий-германий ( Nb
3Ge ), ниобий–олово ( Nb
3Sn ), а также сплавы ниобия и титана используются в качестве сверхпроводящей проволоки II типа для сверхпроводящих магнитов . [93] [94] Эти сверхпроводящие магниты используются в магнитно-резонансной томографии и приборах ядерного магнитного резонанса , а также в ускорителях частиц . [95] Например, Большой адронный коллайдер использует 600 тонн сверхпроводящих нитей, в то время как Международный термоядерный экспериментальный реактор использует приблизительно 600 тонн нитей Nb3Sn и 250 тонн нитей NbTi. [96] Только в 1992 году было построено более 1 миллиарда долларов США клинических систем магнитно-резонансной томографии с использованием ниобий-титановой проволоки. [24]

Другие сверхпроводники

Сверхпроводящий радиочастотный резонатор с 9 ячейками, работающий на частоте 1,3 ГГц и изготовленный из ниобия, демонстрируется в лаборатории Ферми

Сверхпроводящие радиочастотные (SRF) полости, используемые в лазерах на свободных электронах FLASH (результат отмененного проекта линейного ускорителя TESLA) и XFEL , изготовлены из чистого ниобия. [97] Команда криомодулей в Fermilab использовала ту же технологию SRF из проекта FLASH для разработки 1,3 ГГц девятиэлементных SRF полостей, изготовленных из чистого ниобия. Полости будут использоваться в 30-километровом (19 миль) линейном ускорителе частиц Международного линейного коллайдера . [98] Та же технология будет использоваться в LCLS-II в Национальной ускорительной лаборатории SLAC и PIP-II в Fermilab. [99]

Высокая чувствительность сверхпроводящих болометров из нитрида ниобия делает их идеальным детектором электромагнитного излучения в диапазоне частот ТГц. Эти детекторы были протестированы на Submillimeter Telescope , South Pole Telescope , Receiver Lab Telescope и на APEX , а теперь используются в приборе HIFI на борту Herschel Space Observatory . [100]

Другие применения

Электрокерамика

Ниобат лития , который является сегнетоэлектриком , широко используется в мобильных телефонах и оптических модуляторах , а также для производства устройств на поверхностных акустических волнах . Он принадлежит к сегнетоэлектрикам структуры ABO 3 , таким как танталат лития и титанат бария . [101] Ниобиевые конденсаторы доступны в качестве альтернативы танталовым конденсаторам , [102] но танталовые конденсаторы по-прежнему преобладают. Ниобий добавляют в стекло для получения более высокого показателя преломления , что позволяет делать более тонкие и легкие корректирующие стекла .

Гипоаллергенное применение: медицина и ювелирные изделия

Ниобий и некоторые сплавы ниобия физиологически инертны и гипоаллергенны . По этой причине ниобий используется в протезировании и имплантируемых устройствах, таких как кардиостимуляторы. [103] Ниобий, обработанный гидроксидом натрия, образует пористый слой, который способствует остеоинтеграции . [104]

Подобно титану, танталу и алюминию, ниобий можно нагревать и анодировать («реактивное анодирование металлов »), чтобы получить широкий спектр радужных цветов для ювелирных изделий, [105] [106] где его гипоаллергенные свойства крайне желательны. [107]

Нумизматика

Ниобий используется как драгоценный металл в памятных монетах, часто с серебром или золотом. Например, Австрия выпустила серию серебряных ниобиевых евромонет , начиная с 2003 года; цвет в этих монетах создается путем дифракции света тонким анодированным оксидным слоем. [108] В 2012 году было выпущено десять монет с широким спектром цветов в центре монеты: синий, зеленый, коричневый, пурпурный, фиолетовый или желтый. Еще два примера — австрийская памятная монета 2004 года номиналом €25 «150 лет альпийской железной дороге Земмеринг » [109] и австрийская памятная монета 2006 года номиналом €25 «Европейская спутниковая навигация» . [110] Австрийский монетный двор производил для Латвии похожую серию монет, начиная с 2004 года, [111] а затем еще одну в 2007 году . [112] В 2011 году Королевский канадский монетный двор начал производство 5-долларовой серебряной и ниобиевой монеты под названием « Луна охотника » [113] , в которой ниобий был выборочно окислен, что позволило создать уникальную отделку, при которой не существует двух абсолютно одинаковых монет.

Монета «150 лет Альпийской железной дороге Земмеринг» из ниобия и серебра

Другой

Уплотнения дуговой трубки натриевых ламп высокого давления изготавливаются из ниобия, иногда легированного 1% циркония ; ниобий имеет очень похожий коэффициент теплового расширения, соответствующий керамике дуговой трубки из спеченного оксида алюминия , полупрозрачному материалу, который устойчив к химическому воздействию или восстановлению горячим жидким натрием и парами натрия, содержащимися внутри рабочей лампы. [114] [115] [116]

Ниобий используется в электродах для дуговой сварки некоторых стабилизированных марок нержавеющей стали [117] и в анодах для систем катодной защиты некоторых резервуаров для воды, которые затем обычно покрываются платиной. [118] [119]

Ниобий используется для изготовления высоковольтного провода модуля приемника частиц солнечной короны зонда Parker Solar Probe . [120]

Ниобий является компонентом светостойкого химически стабильного неорганического желтого пигмента, имеющего торговое название NTP Yellow. Это оксид ниобия, серы, олова, цинка, пирохлор , полученный путем высокотемпературного прокаливания . Пигмент также известен как пигмент желтый 227, обычно упоминаемый как PY 227 или PY227. [121]

Ниобий используется в атомной энергетике из-за его высокой термостойкости и коррозионной стойкости, а также стабильности под действием радиации . [122] Он используется в ядерных реакторах для таких компонентов, как топливные стержни и активные зоны реакторов. [123] [124]

Меры предосторожности

Ниобий не имеет известной биологической роли. В то время как ниобиевая пыль является раздражителем глаз и кожи и потенциально пожароопасна, элементарный ниобий в больших масштабах физиологически инертен (и, следовательно, гипоаллергенен) и безвреден. Он часто используется в ювелирных изделиях и был протестирован для использования в некоторых медицинских имплантатах. [125] [126]

Краткосрочное и долгосрочное воздействие ниобатов и хлорида ниобия, двух водорастворимых химикатов, было протестировано на крысах. Крысы, которым была сделана однократная инъекция пентахлорида ниобия или ниобатов, показали среднюю летальную дозу (LD 50 ) от 10 до 100 мг/кг. [127] [128] [129] При пероральном введении токсичность ниже; исследование на крысах дало LD 50 после семи дней 940 мг/кг. [127]

Ссылки

  1. ^ «Стандартные атомные веса: ниобий». CIAAW . 2017.
  2. ^ Prohaska, Thomas; Irrgeher, Johanna; Benefield, Jacqueline; Böhlke, John K.; Chesson, Lesley A.; Coplen, Tyler B.; Ding, Tiping; Dunn, Philip JH; Gröning, Manfred; Holden, Norman E.; Meijer, Harro AJ (4 мая 2022 г.). "Стандартные атомные веса элементов 2021 г. (Технический отчет ИЮПАК)". Чистая и прикладная химия . doi :10.1515/pac-2019-0603. ISSN  1365-3075.
  3. ^ abc Arblaster, John W. (2018). Selected Values ​​of the Crystallographic Properties of Elements . Materials Park, Ohio: ASM International. ISBN 978-1-62708-155-9.
  4. ^ abcd Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . стр. 28. ISBN 978-0-08-037941-8.
  5. ^ Kondev, FG; Wang, M.; Huang, WJ; Naimi, S.; Audi, G. (2021). «Оценка ядерных свойств NUBASE2020» (PDF) . Chinese Physics C. 45 ( 3): 030001. doi :10.1088/1674-1137/abddae.
  6. ^ Самсонов, ГВ (1968). "Механические свойства элементов". В ГВ Самсонов (ред.). Справочник по физико-химическим свойствам элементов . Нью-Йорк, США: IFI-Plenum. С. 387–446. doi :10.1007/978-1-4684-6066-7_7. ISBN 978-1-4684-6066-7. Архивировано из оригинала 2 апреля 2015 года.
  7. ^ Кнапп, Брайан (2002). От франция к полонию . Atlantic Europe Publishing Company, стр. 40. ISBN 0717256774 . 
  8. ^ Хэтчетт, Чарльз (1802). «Анализ минерального вещества из Северной Америки, содержащего неизвестный до сих пор металл». Philosophical Transactions of the Royal Society of London . 92 : 49–66. doi : 10.1098/rspl.1800.0045 . JSTOR  107114. Архивировано из оригинала 3 мая 2016 года . Получено 15 июля 2016 года .
  9. ^ ab Hatchett, Charles (1802), «Очерк свойств и привычек металлического вещества, недавно открытого Чарльзом Хэтчеттом, эсквайром, и названного им Колумбием», Journal of Natural Philosophy, Chemistry, and the Arts , I (январь): 32–34, архивировано из оригинала 24 декабря 2019 г. , извлечено 13 июля 2017 г.
  10. ^ Хэтчетт, Чарльз (1802). «Eigenschaften und chemisches Verhalten des von Charles Hatchett entdeckten neuen Metalls, Columbium» [Свойства и химическое поведение нового металла, колумбия, (который был) открыт Чарльзом Хэтчеттом]. Аннален дер Физик (на немецком языке). 11 (5): 120–122. Бибкод : 1802AnP....11..120H. дои : 10.1002/andp.18020110507. Архивировано из оригинала 9 мая 2016 года . Проверено 15 июля 2016 г.
  11. ^ ab Noyes, William Albert (1918). Учебник химии. H. Holt & Co. стр. 523. Архивировано из оригинала 2 июня 2022 г. Получено 2 ноября 2020 г.
  12. ^ Персиваль, Джеймс (январь 1853 г.). «Серебряные и свинцовые рудники Миддлтауна». Журнал добычи серебра и свинца . 1 : 186. Архивировано из оригинала 3 июня 2013 г. Получено 24 апреля 2013 г.
  13. ^ Гриффит, Уильям П.; Моррис, Питер Дж. Т. (2003). «Чарльз Хэтчетт, член Королевского общества (1765–1847), химик и первооткрыватель ниобия». Заметки и записи Лондонского королевского общества . 57 (3): 299–316. doi :10.1098/rsnr.2003.0216. JSTOR  3557720. S2CID  144857368.
  14. ^ ab Wollaston, William Hyde (1809). «О тождестве колумбия и тантала». Philosophical Transactions of the Royal Society . 99 : 246–252. doi :10.1098/rstl.1809.0017. JSTOR  107264. S2CID  110567235.
  15. ^ Роуз, Генрих (1844). «Ueber die Zusammensetzung der Tantalite und ein im Tantalite von Baiern enthaltenes neues Metall». Аннален дер Физик (на немецком языке). 139 (10): 317–341. Бибкод : 1844АнП...139..317Р. дои : 10.1002/andp.18441391006. Архивировано из оригинала 20 июня 2013 года . Проверено 31 августа 2008 г.
  16. ^ Роуз, Генрих (1847). «Ueber die Säure im Columbit von Nordamérika». Аннален дер Физик (на немецком языке). 146 (4): 572–577. Бибкод : 1847АнП...146..572Р. дои : 10.1002/andp.18471460410. Архивировано из оригинала 11 мая 2014 года . Проверено 31 августа 2008 г.
  17. ^ Кобелл, В. (1860). «Ueber eine eigenthümliche Säure, Diansäure, in der Gruppe der Tantal- und Niob-verbindungen». Журнал практической химии . 79 (1): 291–303. дои : 10.1002/prac.18600790145. Архивировано из оригинала 5 октября 2019 года . Проверено 5 октября 2019 г.
  18. ^ abc Мариньяк, Бломстранд; Девиль, Х.; Трост, Л.; Германн, Р. (1866). «Tantalsäure, Niobsäure, (Ilmensäure) und Titansäure». Журнал аналитической химии Фрезениуса . 5 (1): 384–389. дои : 10.1007/BF01302537. S2CID  97246260.
  19. ^ abcde Гупта, CK; Сури, AK (1994). Экстракционная металлургия ниобия . CRC Press. С. 1–16. ISBN 978-0-8493-6071-8.
  20. ^ Мариньяк, MC (1866). «Исследования комбинаций ниобия». Annales de chimie et de Physique (на французском языке). 4 (8): 7–75. Архивировано из оригинала 5 декабря 2013 года . Проверено 31 августа 2008 г.
  21. ^ Германн, Р. (1871). «Fortgesetzte Untersuchungen über die Verbindungen von Ilmenium und Niobium, sowie über die Zusammensetzung der Niobmineralien (Дальнейшие исследования соединений ильмения и ниобия, а также состава ниобиевых минералов)». Журнал für Praktische Chemie (на немецком языке). 3 (1): 373–427. дои : 10.1002/prac.18710030137. Архивировано из оригинала 5 октября 2019 года . Проверено 5 октября 2019 г.
  22. ^ «Ниобий». Университет Коимбры. Архивировано из оригинала 10 декабря 2007 года . Проверено 5 сентября 2008 г.
  23. ^ Гебалле и др. (1993) приводят критическую точку при токах 150 килоампер и магнитных полях 8,8  тесла .
  24. ^ ab Geballe, Theodore H. (октябрь 1993 г.). «Сверхпроводимость: от физики к технологии». Physics Today . 46 (10): 52–56. Bibcode : 1993PhT....46j..52G. doi : 10.1063/1.881384.
  25. ^ Маттиас, BT; Гебалле, TH; Геллер, S.; Коренцвит, E. (1954). "Сверхпроводимость Nb 3 Sn". Physical Review . 95 (6): 1435. Bibcode :1954PhRv...95.1435M. doi :10.1103/PhysRev.95.1435.
  26. ^ Kòrösy, F. (1939). «Реакция тантала, колумбия и ванадия с йодом». Журнал Американского химического общества . 61 (4): 838–843. doi :10.1021/ja01873a018.
  27. ↑ Николсон, Уильям , ред. (1809), Британская энциклопедия: Или, Словарь искусств и наук, содержащий точный и популярный взгляд на современное улучшенное состояние человеческих знаний, т. 2, Лонгман, Херст, Риз и Орм , стр. 284, архивировано из оригинала 25 декабря 2019 г. , извлечено 13 июля 2017 г.
  28. ^ Айкенберри, Л.; Мартин, Дж. Л.; Бойер, В. Дж. (1953). «Фотометрическое определение ниобия, вольфрама и тантала в нержавеющих сталях». Аналитическая химия . 25 (9): 1340–1344. doi :10.1021/ac60081a011.
  29. ^ abc Rayner-Canham, Geoff; Zheng, Zheng (2008). «Название элементов в честь ученых: отчет о противоречии». Основы химии . 10 (1): 13–18. doi :10.1007/s10698-007-9042-1. S2CID  96082444.
  30. ^ Clarke, FW (1914). "Columbium Versus Niobium". Science . 39 (995): 139–140. Bibcode :1914Sci....39..139C. doi :10.1126/science.39.995.139. JSTOR  1640945. PMID  17780662. Архивировано из оригинала 2 июня 2022 г. Получено 5 сентября 2020 г.
  31. ^ Абде Патель, Ж.; Хулька К. (2001). «Ниобий для сталеплавильного производства». Металлург . 45 (11–12): 477–480. дои : 10.1023/А: 1014897029026. S2CID  137569464.
  32. ^ Норман Н., Гринвуд (2003). «Ванадий в дубний: от путаницы через ясность к сложности». Catalysis Today . 78 (1–4): 5–11. doi :10.1016/S0920-5861(02)00318-8.
  33. ^ "ASTM A572 / A572M-18, Стандартные технические условия на высокопрочную низколегированную конструкционную сталь с ниобием и ванадием". ASTM International, West Conshohocken. 2018. Архивировано из оригинала 12 февраля 2020 г. Получено 12 февраля 2020 г.
  34. ^ Боллинджер, РК; Уайт, БД; Ноймайер, Дж. Дж.; Сандим, HRZ; Сузуки, И.; дос Сантос, CAM; Авчи, Р.; Мильори, А.; Беттс, Дж. Б. (2011). «Наблюдение мартенситного структурного искажения в V, Nb и Ta». Physical Review Letters . 107 (7): 075503. Bibcode : 2011PhRvL.107g5503B. doi : 10.1103/PhysRevLett.107.075503 . PMID  21902404.
  35. ^ ab Peiniger, M.; Piel, H. (1985). "Сверхпроводящий многоячеистый ускоряющий резонатор с покрытием из Nb 3 Sn". IEEE Transactions on Nuclear Science . 32 (5): 3610–3612. Bibcode : 1985ITNS...32.3610P. doi : 10.1109/TNS.1985.4334443. S2CID  23988671.
  36. ^ Саллес Моура, Эрнан Р.; Лоуремхо де Моура, Лоуремхо (2007). «Плавление и очистка ниобия». Труды конференции AIP . 927 (927): 165–178. Bibcode : 2007AIPC..927..165M. doi : 10.1063/1.2770689.
  37. ^ abcdefgh Новак, Изабела; Зиолек, Мария (1999). «Соединения ниобия: получение, характеристика и применение в гетерогенном катализе». Chemical Reviews . 99 (12): 3603–3624. doi :10.1021/cr9800208. PMID  11849031.
  38. ^ Jahnke, LP; Frank, RG; Redden, TK (1960). «Columbium Alloys Today». Metal Progr . 77 (6): 69–74. OSTI  4183692.
  39. ^ Никулина, А. В. (2003). «Цирконий-ниобиевые сплавы для основных элементов реакторов с водой под давлением». Металловедение и термическая обработка . 45 (7–8): 287–292. Bibcode : 2003MSHT...45..287N. doi : 10.1023/A:1027388503837. S2CID  134841512.
  40. ^ Лид, Дэвид Р. (2004). "Элементы" . CRC Handbook of Chemistry and Physics (85-е изд.). CRC Press. стр.  4–21 . ISBN 978-0-8493-0485-9.
  41. ^ abc Audi, Жорж; Берсильон, Оливье; Блашо, Жан; Вапстра, Аалдерт Хендрик (2003), «Оценка NUBASE свойств ядра и распада», Nuclear Physics A , 729 : 3–128, Bibcode : 2003NuPhA.729....3A, doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11. 001
  42. ^ Клейтон, Дональд Д.; Морган, Джон А. (1977). «Производство мюонов 92,94 Nb в земной коре». Nature . 266 (5604): 712–713. doi :10.1038/266712a0. S2CID  4292459.
  43. ^ Эмсли, Джон (2001). «Ниобий». Строительные блоки природы: путеводитель по элементам от А до Я. Оксфорд, Англия: Oxford University Press. стр. 283–286. ISBN 978-0-19-850340-8.
  44. ^ abcd Суассон, Дональд Дж.; Маклафферти, Дж. Дж.; Пьерре, Джеймс А. (1961). «Совместный отчет персонала и промышленности: тантал и ниобий». Промышленная и инженерная химия . 53 (11): 861–868. doi :10.1021/ie50623a016.
  45. ^ "Columbite-(Fe): Mineral information, data and locationities". www.mindat.org . Архивировано из оригинала 18 марта 2017 г. . Получено 6 октября 2018 г. .
  46. ^ "Танталит-(Fe): Информация о минералах, данные и местонахождения". www.mindat.org . Архивировано из оригинала 6 ноября 2018 г. . Получено 6 октября 2018 г. .
  47. ^ abc Burke, Ernst AJ (2008). "Использование суффиксов в названиях минералов" (PDF) . Elements . 4 (2): 96. Архивировано (PDF) из оригинала 19 декабря 2019 г. . Получено 7 декабря 2019 г. .
  48. ^ abc "CNMNC". nrmima.nrm.se . Архивировано из оригинала 10 августа 2019 . Получено 6 октября 2018 .
  49. ^ "Pyrochlore Group: Mineral information, data and locationities". www.mindat.org . Архивировано из оригинала 19 июня 2018 г. Получено 6 октября 2018 г.
  50. ^ "Fluorcalciopyrochlore: Mineral information, data and locationities". www.mindat.org . Архивировано из оригинала 28 сентября 2018 г. Получено 6 октября 2018 г.
  51. ^ Хогарт, ДД (1977). «Классификация и номенклатура группы пирохлора» (PDF) . American Mineralogist . 62 : 403–410. Архивировано из оригинала (PDF) 5 ноября 2018 г.
  52. ^ "Euxenite-(Y): Mineral information, data and locationities". www.mindat.org . Архивировано из оригинала 7 октября 2018 г. . Получено 6 октября 2018 г. .
  53. ^ Lumpkin, Gregory R.; Ewing, Rodney C. (1995). "Геохимическое изменение минералов группы пирохлора: подгруппа пирохлора" (PDF) . American Mineralogist . 80 (7–8): 732–743. Bibcode :1995AmMin..80..732L. doi :10.2138/am-1995-7-810. S2CID  201657534. Архивировано (PDF) из оригинала 17 декабря 2008 г. . Получено 14 октября 2008 г. .
  54. ^ abc Купцидис, Дж.; Питерс, Ф.; Прох, Д.; Зингер, В. «Ниоб фюр ТЕСЛА» (PDF) (на немецком языке). Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY. Архивировано из оригинала (PDF) 17 декабря 2008 года . Проверено 2 сентября 2008 г.
  55. ^ abc Альваренга, Дарлан (9 апреля 2013 г.). «'Monopólio' brasileiro do nióbio gera cobiça mundial, controversia e mitos» [Бразильская ниобиевая «монополия» порождает в мире жадность, противоречия и мифы]. G1 (на португальском языке). Сан-Паулу. Архивировано из оригинала 29 мая 2016 года . Проверено 23 мая 2016 г.
  56. ^ Сикейра-Гей, Хулиана; Санчес, Луис Э. (2020). «Сохраним ниобий Амазонки в земле». Наука об окружающей среде и политика . 111 : 1–6. Bibcode : 2020ESPol.111....1S. doi : 10.1016/j.envsci.2020.05.012. ISSN  1462-9011. S2CID  219469278.
  57. ^ "Magris Resources, официальный владелец Niobec" (пресс-релиз). Niobec. 23 января 2015 г. Архивировано из оригинала 5 июня 2016 г. Получено 23 мая 2016 г.
  58. ^ abcdef Холлеман, Арнольд Ф.; Виберг, Эгон; Виберг, Нильс (1985). «Ниоб». Lehrbuch der Anorganischen Chemie (на немецком языке) (изд. 91–100). Вальтер де Грютер. стр. 1075–1079. ISBN 978-3-11-007511-3.
  59. ^ Титер, Джеффри (2001). Minerals, Metals and Materials Society (ред.). Прогресс на рынках ниобия и технологии 1981–2001 (PDF) . ISBN 978-0-9712068-0-9. Архивировано из оригинала (PDF) 17 декабря 2008 года.
  60. ^ Дюфрен, Клод; Гойетт, Гислен (2001). Общество минералов, металлов и материалов (ред.). Производство феррониобия на руднике Ниобек в 1981–2001 гг. (PDF) . ISBN 978-0-9712068-0-9. Архивировано из оригинала (PDF) 17 декабря 2008 года.
  61. ^ abc Агулянский, Анатолий (2004). Химия соединений фторида тантала и ниобия . Elsevier. С. 1–11. ISBN 978-0-444-51604-6.
  62. ^ Чоудхури, Алок; Хенгсбергер, Эккарт (1992). «Электронно-лучевая плавка и очистка металлов и сплавов». Японский институт железа и стали, Международный . 32 (5): 673–681. doi : 10.2355/isijinternational.32.673 .
  63. ^ Lucchesi, Cristane; Cuadros, Alex (апрель 2013 г.), «Mineral Wealth», Bloomberg Markets (статья), стр. 14
  64. ^ Папп, Джон Ф. "Ниобий (Колумбий)" (PDF) . USGS 2006 Commodity Summary. Архивировано (PDF) из оригинала 17 декабря 2008 г. . Получено 20 ноября 2008 г. .
  65. ^ ab Papp, John F. "Niobium (Columbium)" (PDF) . USGS 2007 Commodity Summary. Архивировано (PDF) из оригинала 5 августа 2017 г. . Получено 20 ноября 2008 г. .
  66. ^ Папп, Джон Ф. "Ниобий (Колумбий)" (PDF) . USGS 1997 Commodity Summary. Архивировано (PDF) из оригинала 11 января 2019 года . Получено 20 ноября 2008 года .
  67. ↑ Ниобий (Колумбий) Архивировано 8 июля 2012 г. в Wayback Machine Геологическая служба США, Обзоры минерального сырья, январь 2011 г.
  68. ^ Ниобий (Колумбий) Архивировано 6 марта 2016 г. в Wayback Machine Геологическая служба США, Обзоры минерального сырья, январь 2016 г.
  69. ^ Каннингем, Ларри Д. (5 апреля 2012 г.). "USGS Minerals Information: Niobium (Columbium) and Tantalum". Minerals.usgs.gov. Архивировано из оригинала 28 января 2013 г. Получено 17 августа 2012 г.
  70. ^ "Статистика и информация по ниобию (колумбию) и танталу | Геологическая служба США". Архивировано (PDF) из оригинала 6 марта 2019 г. Получено 2 декабря 2021 г.
  71. ^ "Нигерия: Объем производства ниобия". Архивировано из оригинала 2 декабря 2021 г. Получено 2 декабря 2021 г.
  72. ^ Deblonde, Gauthier J. -P.; Chagnes, Alexandre; Bélair, Sarah; Cote, Gérard (1 июля 2015 г.). «Растворимость ниобия(V) и тантала(V) в слабощелочных условиях». Гидрометаллургия . 156 : 99–106. Bibcode : 2015HydMe.156...99D. doi : 10.1016/j.hydromet.2015.05.015. ISSN  0304-386X.
  73. ↑ Найман, Мэй (2 августа 2011 г.). «Химия полиоксониобатов в 21 веке». Dalton Transactions . 40 (32): 8049–8058. doi :10.1039/C1DT10435G. ISSN  1477-9234. PMID  21670824.
  74. ^ Pubchem. "Оксид ниобия | Nb2O5 – PubChem". pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Архивировано из оригинала 16 августа 2016 года . Получено 29 июня 2016 года .
  75. ^ Гринвуд, Норман Н.; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8.
  76. ^ Кардарелли, Франсуа (2008). Справочник материалов . Спрингер Лондон. ISBN 978-1-84628-668-1.
  77. ^ Рахту, Антти (2002). Атомно-слоевое осаждение оксидов с высокой диэлектрической проницаемостью: рост пленки и исследования in situ (диссертация). Университет Хельсинки. hdl :10138/21065. ISBN 952-10-0646-3.
  78. ^ Маруяма, Тоширо (1994). «Электрохромные свойства тонких пленок оксида ниобия, полученных методом химического осаждения из паровой фазы». Журнал электрохимического общества . 141 (10): 2868–2871. Bibcode : 1994JElS..141.2868M. doi : 10.1149/1.2059247.
  79. ^ Лукас, ЧР; Лабингер, Дж. А.; Шварц, Дж. (1990). «Дихлоробис(η 5 -Циклопентадиенил)ниобий(IV)». В Роберте Дж. Анджеличи (ред.). Неорганические синтезы . Том. 28. Нью-Йорк. стр. 267–270. дои : 10.1002/9780470132593.ch68. ISBN 978-0-471-52619-3.{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
  80. ^ Гринвуд, Норман Н.; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8.
  81. ^ Веревкин, А.; Перлман, А.; Слстрокиш, В.; Чжан, Дж.; и др. (2004). «Сверхбыстрые сверхпроводящие однофотонные детекторы для квантовой связи в ближнем инфракрасном диапазоне». Журнал современной оптики . 51 (12): 1447–1458. doi :10.1080/09500340410001670866.
  82. ^ ab Papp, John F. "Niobium (Columbium) and Tantalum" (PDF) . USGS 2006 Minerals Yearbook. Архивировано (PDF) из оригинала 22 ноября 2017 г. . Получено 3 сентября 2008 г. .
  83. ^ ab Heisterkamp, ​​Friedrich; Carneiro, Tadeu (2001). Minerals, Metals and Materials Society (ред.). Ниобий: Будущие Возможности – Технология и Рынок (PDF) . ISBN 978-0-9712068-0-9. Архивировано из оригинала (PDF) 17 декабря 2008 года.
  84. ^ "Datasheet CPM S110V" (PDF) . Crucible Industries LLC. Архивировано (PDF) из оригинала 29 марта 2017 г. . Получено 20 ноября 2017 г. .
  85. ^ Эггерт, Питер; Прием, Иоахим; Веттиг, Эберхард (1982). «Ниобий: стальная добавка с будущим». Economic Bulletin . 19 (9): 8–11. doi :10.1007/BF02227064. S2CID  153775645.
  86. ^ Hillenbrand, Hans-Georg; Gräf, Michael; Kalwa, Christoph (2 мая 2001 г.). "Разработка и производство высокопрочных сталей для трубопроводов" (PDF) . Niobium Science & Technology: Proceedings of the International Symposium Niobium 2001 (Орландо, Флорида, США) . Архивировано из оригинала (PDF) 5 июня 2015 г.
  87. ^ Donachie, Matthew J. (2002). Суперсплавы: Техническое руководство . ASM International. С. 29–30. ISBN 978-0-87170-749-9.
  88. ^ Bhadeshia, H. kdh "Nickel Based Superalloys". Кембриджский университет. Архивировано из оригинала 25 августа 2006 года . Получено 4 сентября 2008 года .
  89. ^ Поттлахер, Г.; Хосей, Х.; Уилтан, Б.; Кашниц, Э.; Зейфтер, А. (2002). «Термофизические свойства Inconel 718». Thermochimica Acta (на немецком языке). 382 (1–2): 55–267. Бибкод : 2002TcAc..382..255P. дои : 10.1016/S0040-6031(01)00751-1.
  90. ^ abc Hebda, John (2 мая 2001 г.). "Niobium materials and high Temperature applications" (PDF) . Niobium Science & Technology: Proceedings of the International Symposium Niobium 2001 (Орландо, Флорида, США) . Архивировано из оригинала (PDF) 17 декабря 2008 г.
  91. ^ Динарди, Аарон; Капоццоли, Питер; Шотвелл, Гвинн (2008). Возможности недорогих запусков, предоставляемые семейством ракет-носителей Falcon (PDF) . Четвертая Азиатская космическая конференция. Тайбэй. Архивировано из оригинала (PDF) 15 марта 2012 г.
  92. ^ Торрес, Гвидо Л.; Лопес, Лаура Дельгадо; Берг, Райан К.; Цимер, Генри (4 марта 2024 г.). «Гиперзвуковая гегемония: ниобий и роль Западного полушария в борьбе за власть США и Китая». CSIS . Получено 15 октября 2024 г.
  93. ^ Линденховиус, Дж. Л. Х.; Хорнсвельд, Э. М.; Ден Оуден, А.; Вессель, В. А. Дж.; и др. (2000). «Порошковые проводники Nb/sub 3/Sn для магнитов с высоким полем» (PDF) . IEEE Transactions on Applied Superconductivity . 10 (1): 975–978. Bibcode : 2000ITAS...10..975L. doi : 10.1109/77.828394. S2CID  26260700.
  94. ^ Nave, Carl R. "Superconducting Magnets". Университет штата Джорджия, кафедра физики и астрономии. Архивировано из оригинала 5 декабря 2008 года . Получено 25 ноября 2008 года .
  95. ^ Glowacki, BA; Yan, X. -Y.; Fray, D.; Chen, G.; Majoros, M.; Shi, Y. (2002). "Интерметаллиды на основе ниобия как источник сверхпроводников с высоким током/сильным магнитным полем". Physica C: Superconductivity . 372–376 (3): 1315–1320. arXiv : cond-mat/0109088 . Bibcode :2002PhyC..372.1315G. doi :10.1016/S0921-4534(02)01018-3. S2CID  118990555.
  96. ^ Grunblatt, G.; Mocaer, P.; Verwaerde Ch.; Kohler, C. (2005). «История успеха: производство кабелей LHC в ALSTOM-MSA». Fusion Engineering and Design (Труды 23-го симпозиума по технологии термоядерного синтеза) . 75–79 (2): 3516. Bibcode : 2005ITAS...15.3516M. doi : 10.1016/j.fusengdes.2005.06.216. S2CID  41810761.
  97. ^ Lilje, L.; Kako, E.; Kostin, D.; Matheisen, A.; et al. (2004). «Достижение 35 МВ/м в сверхпроводящих девятиэлементных полостях для TESLA». Ядерные приборы и методы в физических исследованиях. Раздел A: Ускорители, спектрометры, детекторы и сопутствующее оборудование . 524 (1–3): 1–12. arXiv : physics/0401141 . Bibcode :2004NIMPA.524....1L. doi :10.1016/j.nima.2004.01.045. S2CID  2141809.
  98. ^ Технический проектный отчет Международного линейного коллайдера 2013 г. Международный линейный коллайдер. 2013. Архивировано из оригинала 30 сентября 2015 г. Получено 15 августа 2015 г.
  99. ^ "Криомодуль ILC-type делает класс". CERN Courier . IOP Publishing. 27 ноября 2014 г. Архивировано из оригинала 5 марта 2016 г. Получено 15 августа 2015 г.
  100. ^ Чередниченко, Сергей; Дракинский, Владимир; Берг, Тереза; Хосропанах, Пурия; и др. (2008). «Болометрические терагерцовые смесители на основе горячих электронов для космической обсерватории Гершеля». Обзор научных инструментов . 79 (3): 0345011–03451010. Bibcode : 2008RScI...79c4501C. doi : 10.1063/1.2890099. PMID  18377032.
  101. ^ Volk, Tatyana; Wohlecke, Manfred (2008). Lithium Niobate: Defects, Photorefraction and Ferroelectric Switching . Springer. С. 1–9. ISBN 978-3-540-70765-3.
  102. ^ Поздеев, Ю. (1991). "Сравнение надежности танталовых и ниобиевых твердотельных электролитических конденсаторов". Quality and Reliability Engineering International . 14 (2): 79–82. doi : 10.1002/(SICI)1099-1638(199803/04)14:2<79::AID-QRE163>3.0.CO;2-Y .
  103. ^ Маллела, Венкатешвара Сарма; Иланкумаран, В.; Шриниваса Рао, Н. (1 января 2004 г.). «Тенденции в батареях кардиостимуляторов». Indian Pacing Electrophysiol J . 4 (4): 201–212. PMC 1502062 . PMID  16943934. 
  104. ^ Годли, Рейт; Старосветский, Дэвид; Готман, Ирена (2004). «Образование костеподобного апатита на металлическом ниобии, обработанном водным раствором NaOH». Журнал материаловедения: Материалы в медицине . 15 (10): 1073–1077. doi :10.1023/B:JMSM.0000046388.07961.81. PMID  15516867. S2CID  44988090.
  105. ^ Biason Gomes, MA; Onofre, S.; Juanto, S.; Bulhões, LO de S. (1991). «Анодирование ниобия в сернокислых средах». Журнал прикладной электрохимии . 21 (11): 1023–1026. doi :10.1007/BF01077589. S2CID  95285286.
  106. ^ Chiou, YL (1971). "Заметка о толщине анодированных пленок оксида ниобия". Тонкие твердые пленки . 8 (4): R37–R39. Bibcode : 1971TSF.....8R..37C. doi : 10.1016/0040-6090(71)90027-7.
  107. ^ Azevedo, CRF; Spera, G.; Silva, AP (2002). «Характеристика металлических пирсингов, вызвавших неблагоприятные реакции во время использования». Журнал анализа и предотвращения отказов . 2 (4): 47–53. doi :10.1361/152981502770351860.
  108. ^ Грилл, Роберт; Гнаденберг, Альфред (2006). «Ниобий как мятый металл: производство–свойства–обработка». Международный журнал огнеупорных металлов и твёрдых материалов . 24 (4): 275–282. doi :10.1016/j.ijrmhm.2005.10.008.
  109. ^ "25 евро – 150 лет альпийской железной дороге Земмеринг (2004)". Монетный двор Австрии . Архивировано из оригинала 21 июля 2011 года . Получено 4 ноября 2008 года .
  110. ^ "150 Jahre Semmeringbahn" (на немецком языке). Монетный двор Австрии . Архивировано из оригинала 20 июля 2011 года . Получено 4 сентября 2008 года .
  111. ^ "Neraža – mēs nevarējām atrast meklēto lapu!" (на латышском языке). Банк Латвии. Архивировано из оригинала 9 января 2008 года . Проверено 19 сентября 2008 г.
  112. ^ "Neraža – mēs nevarējām atrast meklēto lapu!" (на латышском языке). Банк Латвии. Архивировано из оригинала 22 мая 2009 года . Проверено 19 сентября 2008 г.
  113. ^ "5-долларовая серебряная и ниобиевая монета – Луна охотника (2011)". Королевский канадский монетный двор. Архивировано из оригинала 25 февраля 2014 года . Получено 1 февраля 2012 года .
  114. ^ Хендерсон, Стэнли Томас; Марсден, Альфред Майкл; Хьюитт, Гарри (1972). Лампы и освещение . Edward Arnold Press. С. 244–245. ISBN 978-0-7131-3267-0.
  115. ^ Eichelbrönner, G. (1998). «Тугоплавкие металлы: важнейшие компоненты для источников света». Международный журнал огнеупорных металлов и твёрдых материалов . 16 (1): 5–11. doi :10.1016/S0263-4368(98)00009-2.
  116. ^ Михалук, Кристофер А.; Хубер, Луис Э.; Форд, Роберт Б. (2001). Minerals, Metals and Materials Society (ред.). Ниобий и ниобий 1% цирконий для натриевых разрядных ламп высокого давления (HPS) . ISBN 978-0-9712068-0-9.
  117. ^ Патент США 5254836, Окада, Юдзи; Кобаяши, Тосихико; Сасабе, Хироши; Аоки, Ёсимицу; Нисидзава, Макото; Эндо, Сюндзи, «Метод дуговой сварки с использованием сварочного прутка из ферритной нержавеющей стали», выдан 19 октября 1993 г. 
  118. ↑ Moavenzadeh, Fred (14 марта 1990 г.). Краткая энциклопедия строительства и конструкционных материалов. MIT Press. С. 157–. ISBN 978-0-262-13248-0. Архивировано из оригинала 3 июня 2013 . Получено 18 февраля 2012 .
  119. ^ Кардарелли, Франсуа (9 января 2008 г.). Справочник по материалам: краткий справочник для настольных компьютеров. Springer. С. 352–. ISBN 978-1-84628-668-1. Архивировано из оригинала 3 июня 2013 . Получено 18 февраля 2012 .
  120. ↑ Доктор Тони Кейс (24 августа 2018 г.). Интервью с ученым: доктор Тони Кейс (Parker Solar Probe). Архивировано из оригинала 7 ноября 2021 г. Получено 24 августа 2018 г.
  121. ^ "База данных пигментов цвета искусства – Пигмент желтый – PY". artiscreation . 2024 . Получено 17 августа 2024 .
  122. ^ Шен, Чжипэн; Ван, Тао (2024). «Стойкость к облучению нового многокомпонентного сплава Nb при повышенной температуре». Характеристика материалов . 214 : 114102. doi :10.1016/j.matchar.2024.114102.
  123. ^ "10 важных применений ниобия". Advanced Refractory Metals . 2 апреля 2020 г. Получено 15 октября 2024 г.
  124. ^ Sathers, D.; Flanigan, J. (2022). «Качество стержня ниобия и его влияние на производство нити Nb3Sn для тороидальных катушек испытательной установки Divertor Tokamak». Mater. Sci. Eng . 1241 : 012017. doi :10.1088/1757-899X/1241/1/012017.
  125. ^ Vilaplana, J.; Romaguera, C.; Grimalt, F.; Cornellana, F. (1990). «Новые тенденции в использовании металлов в ювелирных изделиях». Контактный дерматит . 25 (3): 145–148. doi : 10.1111/j.1600-0536.1991.tb01819.x . PMID  1782765. S2CID  30201028.
  126. ^ Vilaplana, J.; Romaguera, C. (1998). «Новые разработки в области ювелирных изделий и стоматологических материалов». Контактный дерматит . 39 (2): 55–57. doi :10.1111/j.1600-0536.1998.tb05832.x. PMID  9746182. S2CID  34271011.
  127. ^ ab Haley, Thomas J.; Komesu, N.; Raymond, K. (1962). «Фармакология и токсикология хлорида ниобия». Токсикология и прикладная фармакология . 4 (3): 385–392. Bibcode :1962ToxAP...4..385H. doi :10.1016/0041-008X(62)90048-0. PMID  13903824.
  128. ^ Даунс, Уильям Л.; Скотт, Джеймс К.; Юйл, Чарльз Л.; Карузо, Фрэнк С.; и др. (1965). «Токсичность солей ниобия». Журнал Американской ассоциации промышленной гигиены . 26 (4): 337–346. doi :10.1080/00028896509342740. PMID  5854670.
  129. ^ Шредер, Генри А.; Митченер, Мариан; Насон, Алексис П. (1970). «Цирконий, ниобий, сурьма, ванадий и свинец у крыс: исследования в течение жизни» (PDF) . Журнал питания . 100 (1): 59–68. doi :10.1093/jn/100.1.59. PMID  5412131. S2CID  4444415. Архивировано из оригинала (PDF) 19 февраля 2020 г.

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме Ниобий.
Найдите информацию о ниобии в Викисловаре, бесплатном словаре.