一般
ニオブ（ニオブの後、タンタルの娘）は、元素記号Nbと原子番号41を持つ化学元素である。 それは遷移金属の一つであり、周期表では5番目の期間と5番目のサブグループ（グループ5）またはバナジウムグループにあります。,
アングロサクソン語地域では、今日でも多くの冶金学者、材料サプライヤー、および私的使用では、長い時代遅れの指定コロンビウム
めったに発生しない重金属は灰色であり、容易に可鍛性である。 ニオブは、鉱物コルンバイト、コルタン（コルンバイト-タンタライト）およびロパライトから抽出することができる。 冶金学で主に特別な鋼鉄を作り、weldabilityを改善することを使用します。
ニオブは1801年にチャールズ-ハチェットによって発見された。, 彼は1700年頃にジョン-ウィンスロップによってイングランドに送られたコロンバイト鉱石（コロンビアの河床で最初に見つかった）でそれを発見した。 ハチェットはこの元素をコロンビウムと名付けた。 19世紀半ばまで、1802年に発見されたコロンビウムとタンタルは、ほとんど常に鉱物中で一緒に起こるため、同じ元素であると仮定されていました（paragenesis）。
ベルリンのハインリッヒ-ローズ教授がニオブとタンタル酸が異なる物質であることを示したのは1844年まででした。, ハチェットの仕事とその命名について知らず、彼はNiobe、タンタルスの娘の後にタンタルにその類似性のために再発見された要素を命名しました。
国際純粋応用化学連合（IUPAC）が1950年に元素の正式名称としてニオブを提唱したのは、100年の議論の後までではありませんでした。
1864年、Christian Wilhelm Blomstrandは熱で塩化ニオブを水素で還元することによって金属ニオブを生成することに成功した。 1866年、シャルル-マリニャックはタンタルを別の元素として確認した。,
1907年、ヴェルナー-フォン-ボルトンはヘプタフルオロニオブ酸をナトリウムで還元することによって非常に純粋なニオブを生産した。
発生
ニオブは、地球の地殻で1,8·10のシェアを持つ珍しい元素です−3％。 それは威厳があるようではありません。 同様のイオン半径のために、ニオブとタンタルは常に兄弟である。 最も重要な鉱物は、ニオブまたはタンタルの含有量に応じてニオブまたはタンタルとしても知られているコルンバイト（Fe、Mn）（Nb、Ta）2O6、ならびにパイロクロア（NaCaNb2O6F）である。,
他のほとんどの希少鉱物は次のとおりです。
- ユークセナイト。
- Olmsteadit(KFe2(Nb,Ta)2·H2O)および
- Samarskit((Y,He)43)
パイロクロアが風化した土壌に蓄積したカーボナタイト中のニオブ鉱床は経済的に興味深い。 2006年の年間生産量はほぼ60.000tであり、そのうちの90％はブラジルで採掘されました。 近年では生産が大幅に増加しています。 ブラジルとカナダは、ニオブ含有鉱物濃縮物の主要生産国です。, 大規模な鉱床は、ナイジェリア、コンゴ民主共和国、ロシアにもあります。
抽出とプレゼンテーション
ニオブとタンタルは常に一緒に発生するので、ニオブとタンタル鉱石は最初に一緒に消化され、分 最初のこのような工業的分離プロセスは、1866年にGalissard de Marignacによって開発されました。,
まず、鉱石を50−80℃で濃硫酸とフッ化水素酸の混合物に曝す。2−および2-の複雑なフッ化物は容易に溶解する。
これらのフッ化物の二カリウム塩は、それらを水相に変換し、フッ化カリウムを添加することによって形成することができる。 フッ化タンタルのみが水に難溶性であり、沈殿する。 したがって、容易に可溶性のフッ化ニオブは、タンタルから分離することができる。 しかし、今日では、メチルイソブチルケトンによる抽出による分離が一般的である。, 分離の第三の可能性は、塩化物NbCl5およびTaCl5の分別蒸留によるものである。 これら製作可能で反応させることにより鉱石、コークス、塩素は行っておりません。
五酸化ニオブは、酸素と反応することによって分離されたフッ化ニオブから最初に生成される。 これは、最初に炭素で炭化ニオブに変換され、次に真空中で2000℃でさらに五酸化ニオブで金属に還元されるか、アルミノ熱によって直接得られる。, 鉄鋼業用のニオブのほとんどはこのようにして製造され、鉄-ニオブ合金（60％ニオブ）を得るために酸化鉄が添加される。 ハロゲン化物が還元のための出発物質として使用される場合、これは還元剤としてナトリウムで行われる。
プロパティ
ニオブは灰色の光沢を持つ延性のある重金属です。 酸化状態-3, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5 が知られている。 周期表のニオブより上にあるバナジウムと同様に、+5レベルが最も一貫性があります。, ニオブの化学的挙動は、周期表のニオブのすぐ下にあるタンタルのそれとほぼ同じである。
受動層（保護層）の形成の結果として、ニオブは空気に対して非常に耐性があります。 したがって、ほとんどの酸は室温でそれを攻撃しません。 フッ化水素酸だけ、特に硝酸と混合されたとき、および熱い、集中された硫酸は、金属ニオブをすぐに腐食します。 ニオブはまた、不動態層を溶解するので、高温アルカリ中でも不安定である。, 200℃以上の温度では、酸素の存在下で酸化し始める。 ニオブの溶接処理は、空気中での不安定性のために保護ガス雰囲気中で行われなければならない。
ニオブにタングステンとモリブデンを添加すると、耐熱性が高くなり、アルミニウムは強度が高くなります。
ニオブの9,25Kの高い転移温度は、それ以下では超伝導であり、ガスを容易に吸収する能力は顕著である。, ニオブの一グラムは、以前は真空管技術で使用されていた室温で100cm3の水素を吸収することができます。
使用法
ニオブ合金材料は、機械的強度が高いことを特徴とするため、ステンレス鋼、特殊ステンレス鋼（塩酸製造用パイプなど）およびnon合金の合金添加剤として使用されています。, 0,01から0,1の固まりパーセントの集中で、熱機械圧延を伴うニオブはかなり鋼鉄の強さそして靭性を高めることができる。 合金元素（タングステンの代替）としてニオブを使用する最初の試みは、1925年に米国で行われました。 鋼材の洗練されたこのように使用されることが多いパイプライン建設 強い炭化物として、ニオブはまた、炭素を結合するために溶接消耗品に添加される。,
その他の用途は次のとおりです。
- 熱中性子の捕獲断面積が低いため、核技術におけるアプリケーション。
- ステンレス鋼、特殊ステンレス鋼およびニッケル基合金用溶接充填剤としてのニオブ安定溶接電極の製造
- その青みがかった色のために、それはピアスジュエリーおよびジュエリー製造に使用される。
- ニオブを含む硬貨（バイメタル硬貨）の場合、ニオブコアの色は物理的プロセスによって大きく変化する可能性があります（例えば, オーストリアからの25ユーロ硬貨）。
- 超合金（ニッケル、コバルトおよび鉄系合金）の製造のための冶金産業におけるフェロニオブおよびニッケルニオブとしてかなりの量 これにより、静止-飛行ガスタービン用静的部品、ロケット部品、炉構築用耐熱部品が製造されています。
- ニオブは、ニオブ電解コンデンサの負極材料として使用されています。 ニオブの酸化物であるニオブ(V)酸化物は、高い絶縁耐力を有する。, それはいわゆる形成プロセスのニオブの陽極の表面に加えられ、このコンデンサの誘電体として役立ちます。 ニオブ電解コンデンサは、より一般的なタンタル電解コンデンサと競合します。b.ニオブ、タングステンフィラメントの熱放射の一部は、内部に戻って反射されます。 その結果、より高い実用温度およびこうしてより大きく明るい効率を低負荷の消費と達成することができる。
- 触媒として（例えば, 塩酸製造およびブタジエンからのアルコールの製造において）、
- ニオブ酸カリウム（カリウム、ニオブおよび酸素の化合物）として、レーザー技術の単結晶および非線形光学系のために使用される
- 高圧ナトリウム蒸気ランプの電極材料として使用される
- 超伝導：9,5K以下の温度では、純粋なニオブはII型超伝導体である。, これらの合金の転移温度は18,05K（ニオブスズ、Nb3Sn）と23,2K（ニオブゲルマニウム、Nb3Ge）の間である。 ニオブから作られた超伝導空洞共振器は、粒子加速器（ハンブルクのDESYのXFELおよびFLASHを含む）に使用されています。 最大約20テスラの高磁場を発生させるために、ニオブ-スズとニオブ-チタン製のワイヤを用いた超伝導磁石が使用されています。, 例えば、600トンのニオブ-スズと250トンのニオブ-チタンがiterの実験用核融合炉に使用されています。 ＬＨＣの超伝導磁石もニオブ合金で作られている。
安全上の注意
ニオブは無毒であると考えられていますが、金属ニオブの塵は目や皮膚を刺激します。 ニオブの塵は非常に可燃性です。
ニオブの生理学的作用モードは不明である。,>
| アイソトープ | nh | t1/2 | za | ze(mev) | zp |
|---|---|---|---|---|---|
| 91nb | {syn.,} | 680 a | ε | 1,253 | 91Zr |
| 92Nb | {Syn.} | 3,47 · 107 a | ε | 2,006 | 92Zr |
| β- | 0,356 | 92Mo | |||
| 93Nb | 100 % | Stable | |||
| 93metaNb | {Syn.} | 16,13 a | IT | 0,031 | 93Nb |
| 94Nb | {Syn.} | 20300 a | β- | 2,045 | 94Mo |
| 95Nb | {Syn.,p>
Danger | ||||
| H and P phrases | H: 250 | ||||
| EUH: no EUH rates | |||||
| P: 222-231-422 | |||||
| Hazardous InformationPowder
Light- (F) |
|||||
| R and S phrases | R: 11 | ||||
| S: 43 | |||||
