Hvad er rollen og anvendelsen af niobium metal?
Niobium bruges generelt til at fremstille legeringer, og dets vigtigste anvendelse er i specialstål, såsom naturgas transport rørledningsmaterialer. Selv om niobiumindholdet i disse legeringer ikke vil overstige 0,1%, kan tilføjelse af små mængder niobium opnå effekten af at styrke stålet. Niobium-indeholdende superlegeringer har høj temperaturstabilitet og er nyttige til fremstilling af jet- og raketmotorer.
Niobiumer en legeringsbestanddel af type II-superledere. Disse superledere indeholder ogsåtitan.html> titanium og tin og anvendes i vid udstrækning som superledende magneter i MRI scannere. Niobium har lav toksicitet og er let farvet ved anodisering, så det bruges i mønter og smykker. Andre anvendelser af niobium omfatter svejsning, nuklear industri, elektronik og optik.
1. Højtemperaturlegering
En stor del af verdens niobium anvendes til produktion af nikkel, krom og jernbaserede superlegeringer i ren metallisk tilstand eller i form af høj renhed ferroniobium og niobium-nikkellegeringer. Disse legeringer anvendes i jetmotorer, gasturbinmotorer, raketkomponenter, turboladere og varmebestandigt forbrændingsudstyr. Niobium danner en gammafase i kornstrukturen af superlegeringer.
Sådanne legeringer indeholder typisk op til 6,5% niobium. Inconel718 legering er en af de niobium-indeholdende nikkelbaserede legeringer. Indholdet af hvert element er: nikkel 50%, chrom 18,6%, jern 18,5%, niobium 5%, molybdæn 3,1%, titanium 0,9% og aluminium 0,4%. Applikationer omfatter avancerede flyrammematerialer, såsom dem, der anvendes i Gemini-programmet.
2) Niobiumbaserede legeringer
C-103 er en niobium legering, der indeholder 89 procent niobium, 10 procent hafnium og 1 procent titanium og bruges i flydende raketfremdriftsdyser, såsom hovedmotoren i Apollo månemodulet. En anden niobium legering blev brugt i Apollo service modulet. Da niobium begynder at oxidere over 400 °C, skal det belægges med en beskyttende belægning for at forhindre, at det bliver skørt.
3. Medicinsk anvendelse
Niobium spiller også en vigtig rolle i kirurgisk medicin. Det kan ikke kun bruges til at lave medicinsk udstyr, men også er et godt "biodaptive materiale", fordi det har fremragende korrosionsbestandighed og ikke vil interagere med forskellige væsker i den menneskelige krop. Stoffet har en virkning og beskadiger næsten ikke organismens kropsvæv overhovedet. Det kan tilpasse sig enhver steriliseringsmetode, så det kan kombineres med organisk væv i lang tid og forblive i menneskekroppen skadeligt.
4. Stålproduktion
Niobium er et fremragende additiv element i produktionen af mikrolegeret stål. Tilsætning af niobium til stål resulterer i dannelsen af niobiumcarbider og niobiumnitrider i stålkonstruktionen.
Disse stoffer kan gøre stålkornet finere, bremse rekrystalliseringsprocessen og forbedre udfældningshærdningen af stålet. Stålet således dannet har høj hårdhed, styrke, formbarhed og svejsebarhed. Niobiumindholdet i mikrolegeret rustfrit stål er under 0,1%. Niobium tilføjes til produktionen af højstyrke lavlegeret stål, som anvendes i strukturelle dele af biler. Legeringer indeholdende niobium anvendes også i transportrørledninger.
5. Elektrisk porcelæn
Lithiumniobat er et elektrojernholdigt stof, der anvendes i vid udstrækning i mobiltelefoner og optiske modulatorer samt i fremstillingen af overfladeaakustiske bølgeenheder. Dens krystalstruktur tilhører ABO3 typen, som er det samme som lithiumtantalat og bariumtitanat. Niobium kan erstatte tantal i tantalkondensatorer for at reducere omkostningerne, men tantalkondensatorer er stadig overlegne.
