Ниобиева лента: производство, свойства, приложение

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 10:19

Ниобий е химичен елемент с 41 серийни номера. За първи път е открит в началото на 19 век, но признаването му е забавено със 150 години. Едва през 1950 г., с решение на Международния съюз по приложна и теоретична химия, атомът получава своя собствена клетка в периодичната система на Менделеев.

За да се използват полезните качества на елемента в индустрията, от него се прави ниобиева лента. Сама по себе си тя няма нищо уникално. Пълният му потенциал се разкрива при създаване на сплави, разтвори и други композиции.

Добив на ниобий

Обогатяването на ниобиеви руди е много сложен и скъп процес. Това е така, защото съдържанието му в един тон скала не надвишава 24 грама. Освен това елементът е много труден за разграничаване от тантал поради подобни химични свойства.

При естествени условия се среща само в разпръснат вид - в магматични скали и кристали, както и в състава на някои минерали - пирохлор, лопарит, колумбит-танталит. Този елемент от периодичната таблица се добива основно отпредставени съединения. Производството на ниобий се състои от три етапа:

1. Изследвайте скали с високо съдържание на ниобий.
2. Разделяне на ниобий от тантал, получаване на техните чисти съединения.
3. Възстановяване и пречистване на метал и неговите сплави от примеси.

Производственият цикъл се основава на високотемпературни термични процеси, използващи алуминий, натрий или въглерод. Директно ниобиеви ленти се получават чрез пресоване на праха, синтероване на прахови "кубчета" във вакуум, както и чрез електродъгово топене.

Полезни свойства

Поради изключителните си характеристики, ниобият се използва в много индустрии. За да се улесни процеса на въвеждане на елемента във формулата на основния състав, се произвеждат различни валцувани продукти, включително ниобиева лента. Основната активна съставка в случая е ниобиевият карбид, който има благоприятен ефект върху механичните свойства на материалите.

Необходими са само 200 грама ниобий, за да се легира един тон стомана. Получената сплав се отличава с висока твърдост и пластичност, ниска крехкост и по-добра устойчивост на корозия. Елементът се използва и за защита на цветни метали, по-специално алуминий, от алкали и киселини.

Използване на ниобий

Ниобиевата лента най-често се използва като легираща добавка при създаването на сплави както от цветни, така и от черни метали. Основните области на приложение на ниобия са ракетостроенето, радио и електронното инженерство, химиятаапаратна, авиационна и космическа техника.

Използването на метален или чист ниобий се дължи на редица полезни свойства. Сред тях се открояват огнеупорността, устойчивостта на корозия, способността за повишаване на топлоустойчивостта на материалите и тяхната проводимост.

Уникалното качество на ниобиевата лента е почти нулево взаимодействие с уранови изотопи при температури до 1100 градуса по Целзий. Освен това атомът има ниска изкуствена радиоактивност. Всичко това позволява да се използва за защита на ядрени реактори, както и контейнери за съхранение на отработено радиоактивно гориво.

ниобиеви продукти

Продуктите от метален ниобий се използват главно за задоволяване на нуждите на ядрената индустрия. Тук се получават черупки за горивни елементи от уран и плутоний, контейнери за съхранение на течни метали, радиоактивни отпадъци.

Продуктите от ниобий се използват за създаване на тежкотоварно изчислително оборудване. С негова помощ съпротивлението на проводниците се намалява, като по този начин се получават криотрони - компютърни елементи със свръхвисока проводимост. В Австрия за сеченето на колекционерски монети е била използвана сплав от сребро и ниобий.