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 25.01.2022 17:20:17
17:11 Илон Маск призвал «Макдоналдс» принимать оплату мемной криптовалютой
17:11 В российском городе загорелся и рухнул в подвал лифт
17:07 Семья случайно привезла из отпуска скорпиона в чемодане
17:05 Британские власти отказались публиковать доклад по вечеринкам Бориса Джонсона
17:05 Доктор Комаровский назвал главную причину проблем со сном
17:01 Визажист раскрыл простой способ убрать пятна тонального крема с белой одежды
16:57 Названы сроки конца эскалации конфликта вокруг Украины
16:55 Эпичная драка белых медвежат на Ямале попала на видео
16:54 Жириновский предложил переименовать должность Путина
16:50 В Киеве заявили о нескольких кандидатах в «пророссийские лидеры»
16:46 Путин порекомендовал студентам МГУ умерить порции медовухи
16:42 Джонсон заявил о намерении переговорить с Путиным
Больше новостей
СегодняБывший СССР «Война начинает управлять сама собой» Что стоит за очередным обострением украинского кризиса и какую угрозу он несет?
СегодняРоссия Навального внесли в список террористов и экстремистов. В реестр также попали его соратники — у них заблокируют счета
СегодняСиловые структуры Служба мечты. Как гаишник из российской глубинки заработал на особняки, земельные участки и 22 квартиры
16:39 Белоруссия создаст группировку для прикрытия границ с Украиной
16:35 В России отменили самоизоляцию для прибывающих из стран Африки
16:33 Раскрыта роль СМИ в эскалации конфликта на Украине
СегодняИз жизни «Тут я и узнала, что ад на земле существует» История россиянки, которая перебралась в Италию и увидела ее с иной стороны
СегодняМир Замерзшие американцы и пленные коммунисты. Редкие кадры «забытой» войны в Корее на снимках лейтенанта армии США
16:22 Украинский депутат поблагодарил Лукашенко на белорусском языке
16:22 Украинские предприниматели попытались взять штурмом Верховную Раду
16:22 Стали известны подробности взрыва гранаты в Приморье
СегодняКультура Попали в «Миротворец». Режиссер «Отряда самоубийц» снял антигеройский сериал с Джоном Синой. Чем он хорош?
Сегодня69-я параллель Затерянные во льдах. Полярные станции СССР и России 80 лет дрейфовали на льдинах. Что придет им на смену?
16:22 «Победа» обвинила аэропорт Стамбула в издевательствах над пассажирами
16:19 Канада призвала семьи дипломатов на Украине покинуть страну
16:14 Описано будущее криптовалют в России
24 января 2022Россия «Ну че ты, Коля, плачешь?» Ради чего полицейские создают героиновые притоны по всей России?
24 января 2022Мир Напряжение на границе с Украиной растет. Страны НАТО вывозят дипломатов из Киева и размещают дополнительные силы в Европе
16:14 Тарасова прокомментировала непопадание Коляды на Олимпиаду в Пекине
16:13 В сети высмеяли роскошный образ жизни мужа Гоар Аветисян за ее счет
16:12 В российском городе в ванной жилого дома рухнул пол
24 января 2022Экономика «Чтобы не стать посмешищем на весь мир» Почему российские власти против запрета криптовалют вопреки позиции ЦБ?
24 января 2022Путешествия «Мусульмане обстреливали машины» Россиянин отправился в миролюбивую Индию. С какими внезапными трудностями он столкнулся?
16:11 Узбекистан приостановил поставки электричества в Афганистан
16:09 Мужчина залез на вершину Крымского моста и потребовал денег
16:06 Госдума приняла в первом чтении законопроект о местном самоуправлении в России
24 января 2022Мир Борис, ты не прав! Как вечеринки британского премьера в разгар пандемии испортили его репутацию и политическую карьеру
24 января 2022Культура Легендарный абортарий, голливудские дочки и мать тиктокера: как начался фестиваль «Сандэнс»
16:03 Порошенко обвинил Зеленского в финансировании России через Белоруссию
15:59 Глава британского МИД поедет на Украину
15:58 Собянин спрогнозировал продолжительность роста заболеваемости COVID-19 в Москве
23 января 2022Силовые структуры «Он убивал людей под звон набата» Как советский крестьянин расстрелял соседей и сжег деревню из мести за травлю
23 января 2022Спорт «У тебя нет шансов пережить этот вечер» Главный нокаутер UFC одолел непобежденного француза и защитил титул чемпиона
15:55 Названа настоящая причина отмены концертов Адель в Лас-Вегасе
15:51 Мишустин освободил от должности обвиняемого в мошенничестве замглавы Минтранса
15:49 Карелин назвал главную задачу российских спортсменов на Олимпиаде
23 января 2022Культура «Им сразу становилось плохо» Оружие Третьего рейха, террористов и спецслужб: кто создал «Новичок» и другие боевые яды?
23 января 2022Интернет и СМИ Умер легендарный фотограф Стив Шапиро. Он снимал звезд XX века и показывал события, перевернувшие историю
15:48 В России выпустили гранатометы «Балкан»
15:48 Женщина нашла способ отомстить бойфренду за измену и восхитила сеть
15:46 Украина объявила о готовности пережить зиму
23 января 2022Наука и техника Найти и уничтожить. Открыт новый путь к полному излечению человека от ВИЧ. Как он работает?
22 января 2022Из жизни Маньяк с добрыми глазами безнаказанно пытал десятки женщин. Спустя 30 лет молчания он признается в новых преступлениях
15:46 Авторитета Дикого Армана заподозрили в организации беспорядков в Казахстане
15:44 Попова назвала категории чаще всего болеющих COVID-19 россиян
15:42 В МГУ раскрыли секрет феноменальных способностей девятилетней студентки
22 января 2022Мир Балканский передел. Как мечта о Великой Сербии обернулась большой кровью и многолетней враждой славянских народов
22 января 2022Среда обитания Под наркозом. Жителей Антарктиды заставляют вырезать аппендикс. Ради чего они готовы лечь под нож?
15:41 Лукашенко поставил белорусский язык на второе место после русского
15:38 Постановление Роспотребнадзора о сокращении карантина вступило в силу
15:37 Оценена вероятность японских санкций против российского газа
21 января 2022Россия «Так делают, когда надо привезти человека к Кадырову» Что известно о похищении жены экс-судьи Верховного суда Чечни?
22 января 2022Ценности «Миллион евро для него — ничто» Как серый кардинал молдавской политики купался в роскоши, не занимая высших постов
15:35 Казахстанским майнерам отключили электричество
15:30 В воинских частях на юге России начали проверку боеготовности
15:29 Польша стала членом корпуса сил быстрого реагирования ЕС
21 января 2022Путешествия Выход есть. Какие страны открыты для российских туристов, несмотря на распространение омикрона?
15:28 Попова назвала число выявленных случаев омикрона в России
15:27 Богатейший человек Азии дал совет России
15:26 Хорватия отзовет военнослужащих из НАТО в случае конфликта России и Украины
15:23 Полина Гагарина показала свой особняк за миллион долларов
15:18 Попова оценила ситуацию с COVID-19 в России
15:18 Собянин заявил о росте заразившихся коронавирусом в Москве в пять раз
15:18 Россиянка пожаловалась на условия жизни в квартире в Нью-Йорке
15:17 Стало известно о месте заключения замминистра Токарева
15:17 Минздрав рассказал о вакцине от коронавируса для подростков
15:16 Рыболов поймал крупного налима и поставил рекорд
15:16 После взрыва гранаты в российском доме возбуждено уголовное дело об убийстве
15:15 Мурашко назвал число пациентов с COVID-19 в российских больницах
15:15 Минздрав анонсировал новые рекомендации по лечению омикрона
15:14 Летевший в Москву самолет экстренно сел в Оренбурге из-за смерти пассажира
15:14 Мурашко рассказал о привлечении студентов к борьбе с коронавирусом
15:11 Талибы обделили гуманитарной помощью этнические меньшинства
15:08 Захарова напомнила Псаки о катастрофическом выводе войск из Афганистана
15:08 В Госдуме предложили пересмотреть итоги приватизации
15:07 В России стартовала сборка обновленных Haval F7 и F7x
15:05 Собянин оценил ситуацию с коронавирусом в Москве
15:04 Четверых россиян задержали за сбыт фальшивых купюр
15:03 Дочь Константина Меладзе рассказала об отношениях с Верой Брежневой
15:03 Мишустин назвал крайне напряженной ситуацию с коронавирусом в России
15:03 Мишустин обратился к россиянам из-за распространения омикрон-штамма
14:59 Главе ВОЗ предложили сохранить занимаемую должность на еще один срок
14:54 Интенсивность радиопереговоров ВСУ в Донбассе возросла
14:52 В Киргизии восстановили электроснабжение
14:51 Meta создала самый мощный суперкомпьютер
14:51 Искусственный интеллект «оживил» Пушкина
14:50 Названа вырученная сумма с продажи личного имущества вдовы Градского
14:50 В США усомнились в необходимости войны с Россией
14:47 В Москве мужчина забрался на опору моста и стал угрожать самоубийством
14:47 На Украине не увидели активной подготовки российского наступления
14:47 Путин поздравил студентов с Татьяниным днем
14:45 Последствия взрыва гранаты в российском доме попали на видео
14:37 ОКР назвал окончательный состав сборной России на Олимпиаду