Niobový pás: výroba, vlastnosti, použití

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Niob je chemický prvek se 41 sériovými čísly. Poprvé byl objeven na začátku 19. století, ale jeho uznání bylo o 150 let opožděno. Teprve v roce 1950, rozhodnutím Mezinárodní unie aplikované a teoretické chemie, byla atomu přidělena vlastní buňka v periodickém systému Mendělejeva.

Aby bylo možné využít užitečných vlastností prvku v průmyslu, vyrábí se z něj niobový pásek. Samo o sobě nemá nic výjimečného. Jeho plný potenciál se odhalí při vytváření slitin, roztoků a dalších kompozic.

Těžba niobu

Obohacování niobových rud je velmi složitý a nákladný proces. Jeho obsah v jedné tuně horniny totiž nepřesahuje 24 gramů. Navíc je tento prvek velmi obtížné odlišit od tantalu kvůli podobným chemickým vlastnostem.

V přírodních podmínkách se vyskytuje pouze v rozptýlené formě - ve vyvřelých horninách a krystalech, stejně jako ve složení některých minerálů - pyrochlor, loparit, kolumbit-tantalit. Tento prvek periodické tabulky se těží především zprezentované sloučeniny. Výroba niobu se skládá ze tří fází:

1. Prozkoumejte horninu s vysokým obsahem niobu.
2. Separace niobu od tantalu, získání jejich čistých sloučenin.
3. Restaurování a čištění kovu a jeho slitin od nečistot.

Výrobní cyklus je založen na vysokoteplotních tepelných procesech využívajících hliník, sodík nebo uhlík. Přímo niobové proužky se získávají lisováním prášku, slinováním práškových „kostek“ve vakuu a také tavením elektrickým paprskovým obloukem.

Užitečné vlastnosti

Díky svým vynikajícím vlastnostem se niob používá v mnoha průmyslových odvětvích. Pro usnadnění procesu zavádění prvku do vzorce základní kompozice se vyrábějí různé válcované výrobky, včetně niobového pásu. Hlavní účinnou látkou je v tomto případě karbid niobu, který má příznivý vliv na mechanické vlastnosti materiálů.

Na legování jedné tuny oceli je zapotřebí pouhých 200 gramů niobu. Výsledná slitina se vyznačuje vysokou tvrdostí a tažností, nízkou křehkostí a lepší odolností proti korozi. Prvek se také používá k ochraně neželezných kovů, zejména hliníku, před zásadami a kyselinami.

Použití niobu

Niobový pásek se nejčastěji používá jako legovací přísada při výrobě slitin z neželezných i železných kovů. Hlavní oblasti použití niobu jsou raketová věda, rádiové a elektronické inženýrství, chemiepřístrojové inženýrství, letectví a kosmické inženýrství.

Použití kovového nebo čistého niobu je způsobeno řadou jeho užitečných vlastností. Mezi nimi vyniká žáruvzdornost, odolnost proti korozi, schopnost zvýšit tepelnou odolnost materiálů a jejich vodivost.

Jedinečnou kvalitou, kterou má niobový pásek, je téměř nulová interakce s izotopy uranu při teplotách až 1100 stupňů Celsia. Atom má navíc nízkou umělou radioaktivitu. To vše umožňuje jeho použití k ochraně jaderných reaktorů a také kontejnerů pro skladování vyhořelého radioaktivního paliva.

Výrobky z niobu

Výrobky z kovového niobu se používají hlavně pro potřeby jaderného průmyslu. Zde se z něj získávají nábojnice na uran a plutoniové palivové články, nádoby na skladování tekutých kovů, radioaktivní odpad.

Niobové produkty se používají k výrobě vysoce výkonných výpočetních zařízení. S jeho pomocí se snižuje odpor vodičů, čímž se získávají kryotrony - supervysokovodivé počítačové prvky. V Rakousku se k ražbě sběratelských mincí používala slitina stříbra a niobu.