Большая Советская Энциклопедия (цитаты)

Ниобий

(далее Н)(лат. Niobium), , элемент группы периодической системы номер 41, масса 92,9064; металл серо-стального цвета. Элемент имеет один природный изотоп 93.

  Н открыт в 1801 английским ученым Ч. Хатчетом (1765—1847) в минерале, найденном в Колумбии, и назван им "колумбием". В 1844 немецкий химик Г. Розе (1795 — 1864) обнаружил "новый" элемент и назвал его "ниобием" в честь дочери Ниобы, чем подчеркнул сходство между Н и танталом. Позднее было установлено, что Н тот же элемент, что и колумбий.

  Распространение в природе. Среднее содержание Н в земной коре (кларк) 2·10-3% по массе. Только в щелочных изверженных породах — нифелиновых сиенитах и др., содержание Н повышено до 10-2—10-1%. В этих породах и связанных с ними пегматитах, карбонатитах, а также в гранитных пегматитах обнаружено 23 минерала Н и около 130 др. минералов, содержащих повышенные количества Н Это в основном сложные и простые окислы. В минералах связан с редкоземельными элементами и с Та, , , , , , ( и др.). Из 6 промышленных минералов наиболее важны пирохлор и колумбит. Промышленные месторождения Н связаны с массивами щелочных пород (например, на Кольском полуострове), их корами выветривания, а также с гранитными пегматитами. Важное значение имеют и россыпи
  В биосфере геохимия Н изучена плохо. Установлено только, что в районах щелочных пород, обогащенных Н он мигрирует в виде соединений с органическими и др. комплексами. Известны минералы Н образующиеся при выветривании щелочных пород (мурманит, герасимовскит и др.). В морской воде лишь около 1 · 10-9% Н по массе.

  В 60-е гг. 20 в. ежегодно в мире добывалось около 1300 т Н что по сравнению с кларком свидетельствует о его слабом использовании (слабее большинства металлов).

  Физические и свойства. решетка Н объемноцентрированная кубическим с параметром а = 3,294 . Плотность 8,57 г/см3 (20 °); tпл 2500 °; tkип 4927 o; давление пара (в мм рт. ст., 1 мм рт. ст. = 133,3 н/м2) 1 · 10-5 (2194 °С), 1 · 10-4 (2355 °С), 6 · 10-4 (при tпл), 1 · 10-3 (2539 °С). Теплопроводность в вт/(м · К) при 0 °С и 600 °С соответственно 51,4 и 56,2, то же в кал/(см · сек · °С) 0,125 и 0,156. Удельное объемное электрическое сопротивление при 0°С 15,22 · 10-8 ом · м (15,22 · 10-6ом · см). температура перехода в сверхпроводящее состояние 9,25 К. Н парамагнитен. Работа выхода электронов 4,01 эв.

  Чистый Н легко обрабатывается давлением на холоду и сохраняет удовлетворительные механические свойства при высоких температурах. Его предел прочности при 20 и 800 °С соответственно равен 342 и 312 Мн/м2, то же в кгс/мм2 34,2 и 31,2; относительное удлинение при 20 и 800 °С соответственно 19,2 и 20,7%. Твердость чистого Н по Бринеллю 450, технического 750—1800 Мн/м2. Примеси некоторых элементов, особенно и сильно ухудшают пластичность и повышают твердость Н
  По свойствам Н близок к Оба они чрезвычайно устойчивы ( более чем Н на холоду и при небольшом нагревании к действию многих агрессивных сред. Компактный Н заметно окисляется на воздухе только выше 200 °С. На Н действуют: выше 200 °С, при 250 °С (интенсивно при 360 °С), при 400 °С. Практически не действуют на Н очищенные от примеси жидкие , К и их сплавы, , , , , , применяемые в качестве жидкометаллических теплоносителей в реакторах.

  Н устойчив к действию многих кислот и растворов солей. На него не действуют царская водка, соляная и серная кислоты при 20 °С, кислоты, водные растворы аммиака. Плавиковая кислота, ее смесь с кислотой и щелочи растворяют Н В кислых электролитах на Н образуется анодная окисная пленка с высокими диэлектрическими характеристиками, что позволяет использовать Н и его сплавы с взамен дефицитного чистого Та для изготовления миниатюрных электролитических конденсаторов большой емкости с малыми токами утечки.

  Конфигурация внешних электронов 4d45s1. Наиболее устойчивы соединения пятивалентного Н но известны и соединения со степенями окисления +4, +3, +2 и +1, к образованию которых Н склонен более, чем Например, в системе Н — установлены фазы: пятиокись 25(tпл 1512 °С, цвет белый), нестехеометрические 2,47 и 2,42, двуокись 2 (tпл 2080 °С, цвет черный), окись (tпл 1935 °С, цвет серый) и твердый раствор в Н 2 — полупроводник; , сплавленная в слиток, обладает металлическим блеском и электропроводностью металлического типа, заметно испаряется при 1700 °С, интенсивно — при 2300—2350 °С, что используют для вакуумной очистки Н от 25 имеет кислотный характер; кислоты не выделены в виде определенных соединений, но известны их соли — ниобаты.

  С образует твердый раствор внедрения (до 10 ат.% Н) и гидрид состава от 0,7 до . Растворимость в (в г/см3) при 20 °С 104, при 500 °С 74,4, при 900 °С 4,0. Поглощение обратимо: при нагревании, особенно в вакууме, выделяется; это используют для очистки от (сообщающего металлу хрупкость) и для гидрирования компактного : хрупкий гидрид измельчают и дегидрируют в вакууме, получая чистый порошок Н для электролитич. конденсаторов. Растворимость в Н составляет (% по массе) 0,005, 0,04 и 0,07 соответственно при 300, 1000 и 1500 °С. Рафинируют Н от нагреванием в глубоком вакууме выше 1900 °С или вакуумной плавкой. Высший нитрид светло-серого цвета с желтоватым оттенком; температура перехода в сверхпроводящее состояние 15,6 К. С при 1800—2000 °С образует 3 фазы: a-фаза — твердый раствор внедрения в Н содержащий до 2 ат.% С при 2335 °С; b-фаза — 2, d-фаза — . С галогенами Н дает галогениды, оксигалогениды и комплексные соли. Из них наиболее важны и лучше других изучены пентафторид 5, пентахлорид 5, окситрихлорид 3, 27 и оксифторониобат 27 · 2. Небольшое различие в давлении паров 5 и 5 используют для их весьма полного разделения и очистки методом ректификации.

  Получение и применение. Руды — обычно комплексные и бедны , хотя их запасы намного превосходят запасы руд Та (см. Ниобиевые руды). Рудные концентраты содержат 25: пирохлоровые — не менее 37%, лопаритовые — 8%, колумбитовые — 30—60%. Большую их часть перерабатывают алюмино- или силикотермическим восстановлением на феррониобий (40—60% ) и ферротанталониобий. Металлический получают из рудных концентратов по сложной технологии в три стадии: 1) вскрытие концентрата, 2) разделение и и получение их чистых соединений, 3) восстановление и рафинирование металлического Н и его сплавов. Основные промышленные методы производства и сплавов — алюминотермический, карботермический: из смеси 25 и сажи вначале получают при 1800 °С в атмосфере карбид, затем из смеси карбида и пятиокиси при 1800—1900 °С в вакууме — металл; для получения сплавов Н в эту смесь добавляют окислы легирующих металлов (см. Ниобиевые сплавы); по другому варианту Н восстанавливают при высокой температуре в вакууме непосредственно из 25 сажей. способом Н восстанавливают из 27, алюминотермическим— из 25. Компактный металл (сплав) производят методами порошковой металлургии, спекая спрессованные из порошков штабики в вакууме при 2300 °С, либо электроннолучевой и вакуумной дуговой плавкой; монокристаллы высокой чистоты — бестигельной электроннолучевой зонной плавкой.

  Применение и производство Н быстро возрастают, что обусловлено сочетанием таких его свойств, как тугоплавкость, малое сечение захвата тепловых нейтронов (1,15 б), способность образовывать жаропрочные, сверхпроводящие и др. сплавы, коррозионная стойкость, геттерные свойства, низкая работа выхода электронов, хорошие обрабатываемость давлением на холоду и свариваемость. Основные области применения Н ракетостроение, авиационная и космическая техника, радиотехника, электроника, хим. аппаратостроение, энергетика. Из чистого Н или его сплавов изготовляют детали летательных аппаратов; оболочки для и тепловыделяющих элементов; контейнеры и трубы для жидких металлов; детали электрических конденсаторов; "горячую" арматуру электронных (для радарных установок) и мощных генераторных ламп (аноды, катоды, сетки и др.); коррозионноустойчивую аппаратуру в промышленности. легируют др. цветные металлы, в том числе Н применяют в криотронах — сверхпроводящих элементах вычислительных машин, а станнид 3 и сплавы с и — для изготовления сверхпроводящих соленоидов. и сплавы с во многих случаях заменяют , что дает большой экономический эффект ( дешевле и почти вдвое легче, чем ). Феррониобий вводят в нержавеющие стали для предотвращения их межкристаллитной коррозии и разрушения и в стали др. типов для улучшения их свойств. Применяют и соединения Н 25 (катализатор в промышленности; в производстве огнеупоров, керметов, специальных стекол), нитрид, карбид, ниобаты.

  Лит.: Зеликман А. Н Меерсон Г. А., Металлургия редких металлов, М., 1973; и их сплавы, пер. с англ., М., 1966; Недюха И. М., Черный В. Г., — металл космической эры, Киев, 1965; и Сб. (переводных ст.), под ред. О. П. Колчина, М., 1961; Филянд М. А., Семенова Е. И., Свойства редких элементов (Справочник), 2 изд., М., 1964.

  О. П. Колчин.

 


Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска


Новости 22.01.2022 08:45:18
08:43 В российском регионе произошло тройное убийство
08:35 Горняков успешно эвакуировали из шахты «Комсомолец» в Кузбассе
08:29 Россияне стали больше интересоваться вакцинными турами
08:19 Россия назвала необоснованным приближение НАТО к границам России
08:08 Зеленский посчитал «чрезмерной реакцией» эвакуацию семей дипломатов США из Киева
08:02 В США рассказали о шпионящих за Россией самолетах
07:57 Немецкий адмирал оценил вероятность возвращения Крыма в состав Украины
07:53 Генетик рассказал об очень слабой защите антител после омикрона
07:47 У Роналду возникли проблемы с молодыми игроками «Манчестер Юнайтед»
07:45 Фотографии Москвы нулевых заставили россиян признаться в ностальгии по той эпохе
07:42 Назван способ заснуть за две минуты
07:33 CNN узнал о запросе американских дипломатов на Украине покинуть страну
Больше новостей
СегодняМир Балканский передел. Как мечта о Великой Сербии обернулась большой кровью и многолетней враждой славянских народов
21 января 2022Россия «Так делают, когда надо привезти человека к Кадырову» Что известно о похищении жены экс-судьи Верховного суда Чечни?
СегодняИз жизни Маньяк с добрыми глазами безнаказанно пытал десятки женщин. Спустя 30 лет молчания он признается в новых преступлениях
08:10 В Кузбассе началась эвакуация шахты «Комсомолец»
07:29 Онкодерматолог предупредила о заметном на коже симптоме коронавируса
07:22 Российского космонавта без объяснений отказались пускать в США
СегодняЦенности «Миллион евро для него — ничто» Как серый кардинал молдавской политики купался в роскоши, не занимая высших постов
21 января 2022Силовые структуры Виновных в контрабанде 360 кило кокаина при российском посольстве отправили в тюрьму. Какие вопросы остались без ответов?
07:21 Российские истребители Су-35С вылетели в Белоруссию на учения
07:16 Украинский генерал рассказал о вынужденном ультиматуме Зеленского согражданам
07:10 Синоптик предупредил москвичей о резком росте атмосферного давления
СегодняСреда обитания Под наркозом. Жителей Антарктиды заставляют вырезать аппендицит. Ради чего они готовы лечь под нож?
21 января 2022Путешествия Выход есть. Какие страны открыты для российских туристов, несмотря на распространение омикрона?
07:03 Аналитики предсказали россиянам повышение ипотечных ставок
06:56 Карнавал в Рио-де-Жанейро перенесли из-за омикрон-штамма
06:47 Синоптик предупредил о температурной аномалии в Сибири
21 января 2022Культура Цирк приехал. Гильермо Дель Торо снял полный звезд триллер о фриках и экстрасенсах. Что с ним не так?
21 января 2022Интернет и СМИ «Мать учила прятать слезы» В 80-х двое терпевших насилие отца парней убили родителей. Как на их защиту встал весь TikTok?
06:40 Бывший заключенный сравнил школьный и тюремный обеды и пожалел детей
06:40 Сотрудница банка отказала пенсионеру в выдаче денег и предотвратила преступление
06:35 В Минздраве назвали долю повторно заболевающих коронавирусом россиян
21 января 2022Россия Коронный прием. Как правительство Мишустина два года борется с коронавирусом, бюрократией и бедностью?
20 января 2022Бывший СССР «В местной элите идет борьба» Кто стоял за массовыми протестами в Казахстане и могут ли они захлестнуть всю Среднюю Азию
06:27 В ВШЭ оценили эффективность ингаляций водкой для защиты от COVID-19
06:21 Рогозин рассказал о скорой отмене режима террористической опасности на Байконуре
06:17 Инфекционист спрогнозировал окончание пандемии коронавируса к лету
20 января 2022Экономика Центробанк предложил запретить криптовалюты в России. Что будет с биткоинами россиян и причем тут ФСБ?
20 января 2022Мир «Они заплатят за это» Джо Байден пообещал России катастрофу и невиданные санкции в случае военного вторжения на Украину
06:08 Женщина до смерти заморила голодом дочь-инвалида
05:58 МВД захотело получить право на проверки патронов
05:52 Сексолог назвал способы сохранить брак
20 января 2022Ценности «Я хотела преподать урок олигарху» Как разводятся богатейшие люди планеты?
20 января 2022Россия «Это для нас с мужем стало ударом» Один из тысячи детей рождается с неизлечимой болезнью. Как им помочь в России?
05:37 Арнольд Шварценеггер попал в ДТП
05:34 На Украине рассказали об унизительных для Германии поставках оружия из Британии
05:25 Стали известны реальные цены на еду в столовой Госдумы
20 января 2022Культура Сначала было тело. В прокате — победившая на фестивале в Венеции драма про подпольный аборт. Почему ее стоит смотреть?
20 января 202269-я параллель Во льдах Арктики появится первая за много лет научная платформа. Как она изменит будущее российского Севера?
05:18 В США призвали исключить Россию из ОБСЕ из-за Украины
05:09 В Раде рассказали о панике и страхе из-за слов Зеленского
05:01 Россия и Белоруссия отработают отражение террористической угрозы из-за рубежа
20 января 202269-я параллель «Еда закончится, и они захотят вас съесть» Почему белые медведи бегут с Аляски в Россию? Отвечает ученый
20 января 2022Наука и техника Вот это доставляет. Как технологии изменили жизнь людей всего за один год
04:57 Тренер российских биатлонистов заявил о дискриминации привитых «Спутником»
04:48 Аналитик назвал условия для падения курса евро ниже доллара
04:35 Постпред США оценила вероятность перекрытия Россией поставок газа в Европу
19 января 2022Экономика Неуловимый Чжао. Как бывший работник «Макдоналдса» заработал миллиарды на криптовалюте и стал богатейшим человеком Азии
19 января 2022Россия Где в Москве встретить роботов. Как роботы развлекают взрослых и детей в общественных местах и помогают им
04:28 Женщина подала в суд на Instagram и Snapchat после суицида дочери
04:20 Пользователи сети вспомнили о московском конкуренте «Макдоналдса»
04:19 Германия запретила Эстонии передавать немецкое оружие на Украину
20 января 2022Наука и техника Партнерский материалЧетвертый по алфавиту, но главный по значению. Все, что вам нужно знать о витамине D
19 января 2022Россия «Природа решила поставить нас на место» Чем опасен омикрон-штамм и чего ждать от него России — отвечает генетик
04:06 Бывшего чемпиона UFC Тактарова избили в Мексике
04:00 Иммунолог рассказал о нуждающихся в двойной дозе при повторной вакцинации
03:52 Ученые предложили выводить кровь космонавтов для борьбы с влиянием невесомости
19 января 2022Силовые структуры Щедрый гангстер. Как самый дерзкий и успешный грабитель Урала воровал миллионы и помогал сиротам
03:41 США попросили Россию отказаться от публикации ответа по гарантиям безопасности
03:28 Врач объяснила необходимость чаще проветривать помещения в пандемию
03:21 Египет изменил правила въезда в страну
03:12 Россиянка утонула в крещенской купели на глазах своих детей
03:06 В Совфеде нашли способ ответить на враждебные заявления президента Молдавии
03:02 Москалькова попросила прокуратуру проверить ситуацию с супругой чеченского судьи
02:44 На Украине сократили перечень предполагающих воинский учет женщин профессий
02:44 Потолок рухнул на москвича в его квартире
02:29 Умер актер из сериала «Ранетки» Арнис Лицитис
02:27 Постпред США в ООН раскрыла условие для военных мер против России
02:25 Европа отказала Литве в оплате строительства забора на границе с Белоруссией
02:20 В Британии подсчитали убытки от ошибок в энергетике
02:11 Зюганов назвал малограмотными сторонников захоронения Ленина
02:02 Инфекционист назвал почти 100-процентный способ определить омикрон
01:48 Румыния обвинила Россию в попытке создать железный занавес
01:37 Россияне поспорили из-за внешнего вида Измайловского кремля в Москве
01:36 Президент Эстонии обвинил Россию в желании вернуться в 1997 год
01:26 В ПФР назвали условие для досрочного выхода женщин на пенсию
01:14 Лебедев отреагировал на введенные против него украинские санкции
01:05 США пообещали в письменной форме ответить на предложения России по безопасности
00:57 Зеленский ввел санкции против экс-генпрокурора России Юрия Чайки
00:51 Жириновский предсказал гибель доллара из-за антироссийских санкций
00:46 В МИД заявили о следовании США сформулированной Россией повестке
00:43 Названо ставшее популярным хобби у москвичей
00:39 Порошенко отказался быть другом Зеленского
00:34 Террористы сбежали из сирийской тюрьмы после нападения на нее
00:27 Зеленский ввел санкции против Артемия Лебедева
00:20 Полицейские избили журналиста за просьбу показать документы
00:14 Зеленский ввел санкции против российских компаний и судей
00:14 Леонида Куравлева выписали из больницы и перевели в хоспис
00:08 Президент Молдавии обвинила Россию в отправке «своих людей» в Приднестровье
23:54, 21 января 2022 США анонсировали крупные военные учения в Европе
23:50, 21 января 2022 Генсек ООН назвал неприемлемым количество ядерных боеголовок в мире
23:44, 21 января 2022 В Подмосковье обнаружили фаллический символ зимы
23:36, 21 января 2022 Министр спорта отреагировал на планы фанатов по бойкоту матчей РПЛ из-за Fan ID
23:33, 21 января 2022 На Украине призвали Зеленского быть осторожнее со словами об оккупации Харькова