Λωρίδα νιοβίου: παραγωγή, ιδιότητες, εφαρμογή

2025 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2025-01-24 13:14

Το νιόβιο είναι ένα χημικό στοιχείο με 41 σειριακούς αριθμούς. Ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά στις αρχές του 19ου αιώνα, αλλά η αναγνώρισή του καθυστέρησε κατά 150 χρόνια. Μόνο το 1950, με απόφαση της Διεθνούς Ένωσης Εφαρμοσμένης και Θεωρητικής Χημείας, το άτομο κατανεμήθηκε το δικό του κύτταρο στο περιοδικό σύστημα του Mendeleev.

Για να χρησιμοποιηθούν οι χρήσιμες ιδιότητες του στοιχείου στη βιομηχανία, κατασκευάζεται μια λωρίδα νιοβίου από αυτό. Από μόνο του, δεν έχει τίποτα μοναδικό. Το πλήρες δυναμικό του αποκαλύπτεται κατά τη δημιουργία κραμάτων, διαλυμάτων και άλλων συνθέσεων.

εξόρυξη νιοβίου

Ο εμπλουτισμός μεταλλευμάτων νιοβίου είναι μια πολύ περίπλοκη και δαπανηρή διαδικασία. Κι αυτό γιατί η περιεκτικότητά του σε έναν τόνο βράχου δεν ξεπερνά τα 24 γραμμάρια. Επιπλέον, το στοιχείο είναι πολύ δύσκολο να διακριθεί από το ταντάλιο λόγω παρόμοιων χημικών ιδιοτήτων.

Υπό φυσικές συνθήκες, εμφανίζεται μόνο σε διάσπαρτη μορφή - σε πυριγενή πετρώματα και κρυστάλλους, καθώς και στη σύνθεση ορισμένων ορυκτών - πυροχλώριο, λοπαρίτη, κολομβίτη-τανταλίτη. Αυτό το στοιχείο του περιοδικού πίνακα εξάγεται κυρίως απόπαρουσιάζονται ενώσεις. Η παραγωγή του νιοβίου αποτελείται από τρία στάδια:

1. Εξερευνήστε βράχο με υψηλή περιεκτικότητα σε νιόβιο.
2. Διαχωρισμός του νιοβίου από το ταντάλιο, απόκτηση των καθαρών ενώσεων τους.
3. Αποκατάσταση και καθαρισμός του μετάλλου και των κραμάτων του από ακαθαρσίες.

Ο κύκλος παραγωγής βασίζεται σε θερμικές διεργασίες υψηλής θερμοκρασίας που χρησιμοποιούν αλουμίνιο, νάτριο ή άνθρακα. Οι λωρίδες νιοβίου λαμβάνονται απευθείας με συμπίεση της σκόνης, πυροσυσσωμάτωση "κύβους" σκόνης σε κενό, καθώς και με τήξη τόξου ηλεκτρικής δέσμης.

Χρήσιμες ιδιότητες

Λόγω των εξαιρετικών χαρακτηριστικών του, το νιόβιο χρησιμοποιείται σε πολλές βιομηχανίες. Για να διευκολυνθεί η διαδικασία εισαγωγής του στοιχείου στον τύπο της σύνθεσης βάσης, κατασκευάζονται διάφορα προϊόντα έλασης, συμπεριλαμβανομένης μιας λωρίδας νιοβίου. Το κύριο δραστικό συστατικό σε αυτή την περίπτωση είναι το καρβίδιο του νιοβίου, το οποίο έχει ευεργετική επίδραση στις μηχανικές ιδιότητες των υλικών.

Χρειάζονται μόνο 200 γραμμάρια νιοβίου για να κραματιστεί ένας τόνος χάλυβα. Το κράμα που προκύπτει διακρίνεται από υψηλή σκληρότητα και ολκιμότητα, χαμηλή ευθραυστότητα και καλύτερη αντοχή στη διάβρωση. Το στοιχείο χρησιμοποιείται επίσης για προστατευτικά μη σιδηρούχα μέταλλα, ιδιαίτερα αλουμίνιο, από αλκάλια και οξέα.

Χρήση νιοβίου

Η λωρίδα νιοβίου χρησιμοποιείται συχνότερα ως πρόσθετο κράματος στη δημιουργία κραμάτων τόσο από μη σιδηρούχα όσο και από σιδηρούχα μέταλλα. Οι κύριοι τομείς εφαρμογής του νιοβίου είναι η πυραυλική επιστήμη, η ραδιοφωνική και ηλεκτρονική μηχανική, η χημικήμηχανική συσκευών, αεροπορία και διαστημική μηχανική.

Η χρήση μεταλλικού ή καθαρού νιοβίου οφείλεται σε μια σειρά από χρήσιμες ιδιότητες του. Ανάμεσά τους ξεχωρίζουν η ανθεκτικότητα, η αντοχή στη διάβρωση, η ικανότητα αύξησης της θερμικής αντοχής των υλικών και η αγώγιμη ικανότητα τους.

Η μοναδική ποιότητα που έχει η λωρίδα νιοβίου είναι σχεδόν μηδενική αλληλεπίδραση με ισότοπα ουρανίου σε θερμοκρασίες έως 1100 βαθμούς Κελσίου. Επιπλέον, το άτομο έχει χαμηλή τεχνητή ραδιενέργεια. Όλα αυτά επιτρέπουν τη χρήση του για την προστασία πυρηνικών αντιδραστήρων, καθώς και δοχείων για την αποθήκευση αναλωμένου ραδιενεργού καυσίμου.

προϊόντα νιόβιου

Τα προϊόντα μεταλλικού νιοβίου χρησιμοποιούνται κυρίως για την κάλυψη των αναγκών της πυρηνικής βιομηχανίας. Εδώ, προέρχονται από αυτά κελύφη για στοιχεία καυσίμου ουρανίου και πλουτωνίου, δοχεία για την αποθήκευση υγρών μετάλλων, ραδιενεργά απόβλητα.

Τα προϊόντα νιόβιου χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία υπολογιστικού εξοπλισμού βαρέως τύπου. Με τη βοήθειά του, η αντίσταση των αγωγών μειώνεται, λαμβάνοντας έτσι κρυοτόνια - στοιχεία υπολογιστή υπερυψηλής αγωγιμότητας. Στην Αυστρία, ένα κράμα ασημιού και νιοβίου χρησιμοποιήθηκε για την κοπή συλλεκτικών νομισμάτων.