Niobové pásy: výroba, vlastnosti, aplikace

Niobium je chemický prvek s 41 sériovým číslem. To bylo poprvé objeveno na počátku 19. století, ale jeho uznání bylo odloženo na 150 let. Teprve v roce 1950 rozhodnutím Mezinárodní unie pro aplikovanou a teoretickou chemii byl atomu přidělen vlastní periodický systém Mendelejeva.Aby bylo možno využít užitečných vlastností prvek v průmyslu, z něj je vyroben niobový pás. Samo o sobě nemá nic jedinečného. Celý jeho potenciál se objevuje při vytváření slitin, roztoků a dalších sloučenin.

Extrakce niobu

Obohacení niobové rudy je velmi složitý a nákladný proces. Vše proto, že jeho obsah v jedné tuně skále nepřesahuje 24 gramů. Kromě toho je tento prvek velmi obtížně odlišen od tantalu kvůli podobným chemickým vlastnostem.

V přírodních podmínkách se vyskytuje pouze v rozptýlené formě - ve vyvřelých skalách a krystalech, stejně jako ve složení některých minerálů - pyrochlore, loparit, columbit-tantalit. Tento prvek periodického systému je extrahován převážně z reprezentovaných sloučenin. Výroba niobu se skládá ze tří etap:

1. Otevření plemene s vysokým obsahem niobových látek.
2. Oddělení niobu od tantalu, příprava čistých sloučenin.
3. Rekuperace a čištění kovů a jejich slitin z nečistot.

Základem výrobního cyklu jsou vysokoteplotní tepelné procesy za použití hliníku, sodíku nebo uhlíku. Přímo niobové pásy se získávají lisováním prášku, slinováním práškových "kostek" ve vakuu a také tavením elektrickým obloukem.

Užitečné vlastnosti

Díky svým vynikajícím vlastnostem se niob používá v mnoha průmyslových odvětvích. Pro usnadnění procesu zavádění prvku do vzorce základního prostředku se vyrábějí různé válcovací produkty, včetně niobového pásu. Hlavní účinnou látkou je v tomto případě karbid niobu, který má příznivý účinek na mechanické vlastnosti materiálů.Pro lití jedné tuny oceli je zapotřebí pouze 200 gramů niobu. Získaná slitina má vysokou tvrdost a plasticitu, nízkou křehkost, lepší odolnost vůči korozi. Prvek se také používá k ochraně neželezných kovů, zejména hliníku, před alkalickými a kyselinami.

Aplikace niobu

Niobové pásy se nejčastěji používají jako legovací přísada pro vytváření slitin jak z neželezných, tak ze železných kovů. Hlavními oblastmi použití niobu jsou raketová technika, rádiová a elektronická zařízení, inženýrství chemických přístrojů, letectví a kosmické inženýrství.

Použití kovového nebo čistého niobu je způsobeno řadou jeho užitečných vlastností. Mezi ně patří zejména vysoká refraktorivost, odolnost proti korozi, schopnost zlepšit tepelnou odolnost materiálů a jejich vodivost.

Jedinečná kvalita, kterou má niobové pásmo, je prakticky nulová interakce s izotopy uranu při teplotách do 1100 stupňů Celsia. Navíc atom má nízkou umělou radioaktivitu. To vše umožňuje, aby byla použita k ochraně jaderných reaktorů, stejně jako kontejnery pro skladování vyhořelého radioaktivního paliva.

Výrobky z niobu

Z kovového niobu jsou výrobky vytvořeny především pro potřeby jaderného průmyslu. Zde poskytuje skořápky pro uranové a plutonové tepelné prvky, kontejnery pro skladování tekutých kovů, radioaktivní odpad.Výrobky z niobu se používají k vytvoření super výkonného výpočetního vybavení. Pomáhá snižovat odpor vodičů, čímž získávají kryotrony - prvky s vysokou vodivostí počítače. V Rakousku byla slitina stříbra a niobu použita k ražení mincí.