Благодаря этому металлу возможна работа Большого адронного коллайдера. Ниобий редок, его утилитарные свойства ценят ученые и производственники.
В зависимости от материала-восстановителя используют алюмо-, натрий- либо карботермический способы получения. Процесс происходит в вакууме при температурах порядка 2000°С.
Компактные модификации металла либо сплава создают методами порошковой металлургии. Для этого порошок спрессовывают, затем спекают в вакууме при 2300°C. Либо применяют дуговую плавку.
Производство особо чистого кристаллического ниобия базируется на электронно-лучевой плавке.
Где используется
Металлургия выпускает продукцию двух категорий: ниобий как металл (чистота от 99%) и сплавы – с молибденом, цирконием, вольфрамом, углеродом.
Металлурги передают продукт химикам, атомщикам, электронщикам, строителям самолетов, ракет.
Достоинства металла – тугоплавкость, устойчивость к коррозии, легкость обработки – дополняет еще одно.
Это проверенный легирующий компонент. От долей до нескольких процентов к составу разительно улучшают параметры продукции из сталей и сплавов:
- 0,05% ниобия делают алюминиевые материалы «равнодушными» к щелочам.
- 20% – увеличивают электропроводность, прочность меди.
Основные сферы использования металла:
- Конструкции летательных аппаратов.
- Трубы для передачи, контейнеры для хранения «агрессивных» материалов.
- Огнеупоры, специальные сорта стекла, керамики.
- Оболочки сердечников ядерных реакторов.
- Конденсаторы для электронной промышленности.
- Сверхпроводники (соединения ниобия с германием, титаном).
Ниобием снабжены ускорители Большого адронного коллайдера. Из сплава его с титаном изготовлен кабель-оболочка для сверхпроводящих магнитов этого устройства.
Сплав металла с серебром идет на коллекционные монеты, выпускаемые Центральными банками нескольких стран.
Применение элемента усложняют недостатки: редкость в природе и высокая цена.
Цена
Цена редкого металла запредельна (тыс. руб./кг)
- Порошок – 3,65 – 21,7.
- Штабики, прутки, слитки – 8,1.
- Фольга – 125 – 143,7.
- Стружка – 0,65.
Он дешевле тантала, но в разы дороже вольфрама и молибдена.
Воздействие на человека
Соединения ниобия опасны. Особо токсична пыль: от нее слезятся глаза, появляется дерматит. Попадание в организм чревато патологией внутренних органов, параличом рук и ног.
На воздухе мелкий порошок способен воспламениться.
По стандартам РФ, содержание ниобия в воде не должно превышать 0,00001 г на литр.
Для предприятий, занятых производством металла и его соединений, свои стандарты. ПДК ниобия, оксида, нитрида в воздухе рабочих зон – 10 мг на кубометр.
Источник: