Τεχνικές Παράμετροι Νιοβίου

Τεχνικές Παράμετροι Νιοβίου

Νιόβιο και ταντάλιο συχνά συνυπάρχουν, αλλά η περιεκτικότητα σε νιόβιο στον φλοιό της Γης είναι περίπου 2,4 × 10-3%, δέκα φορές μεγαλύτερη από το ταντάλιο. Εμφανίζεται κυρίως με τη μορφή columbite. Γενικά, η αντίσταση στη διάβρωση του νιοβίου είναι υψηλότερη από αυτή του τιτανίου και του ζιρκονίου, αλλά ελαφρώς χαμηλότερη από αυτή του τανταλίου. Επειδή το νιόβιο είναι λιγότερο ακριβό από το ταντάλιο, μπορεί να χρησιμοποιηθεί στη θέση του ακριβότερου τανταλίου σε ορισμένα διαβρωτικά μέσα. Επιπλέον, η σχετική πυκνότητα του νιοβίου είναι μόνο περίπου η μισή από αυτή του τανταλίου. Για συστατικά του ίδιου μεγέθους, η απαιτούμενη ποσότητα νιοβίου είναι μόνο η μισή περίπου από εκείνη του τανταλίου, μειώνοντας το κόστος.

Όπως το ταντάλιο, το νιόβιο σχηματίζει ένα παθητικό μέταλλο ανθεκτικό στη διάβρωση-δημιουργώντας ένα πυκνό φιλμ οξειδίου στην επιφάνειά του. Κατά συνέπεια, η αντοχή στη διάβρωση του νιοβίου μπορεί μερικές φορές να πλησιάσει αυτή του τανταλίου. Το νιόβιο χρησιμοποιείται κυρίως σε ισχυρά, αναγωγικά οξέα σε χαμηλές θερμοκρασίες. Ωστόσο, δεν είναι ανθεκτικό στη διάβρωση-σε μέσα όπως το υδροφθορικό οξύ, το θερμό πυκνό θειικό οξύ, το υδροξείδιο του νατρίου και το υδροξείδιο του καλίου. Ο ρυθμός διάβρωσής του είναι επίσης σχετικά υψηλός σε θερμό πυκνό υδροχλωρικό οξύ και θερμό συμπυκνωμένο φωσφορικό οξύ. Θα πρέπει να δίνεται προσοχή όταν χρησιμοποιείται νιόβιο σε αυτά τα μέσα. Το νιόβιο έχει σημείο βρασμού 4927 μοίρες και σημείο τήξης 2468 μοίρες, καθιστώντας το ένα πυρίμαχο μέταλλο. Το νιόβιο μπορεί να σχηματιστεί σε μεσαίες θερμοκρασίες μεταξύ 350 μοιρών και 400 μοιρών ή σε υψηλές θερμοκρασίες μεταξύ 950 μοιρών και 1000 μοιρών. Μπορεί να ανόπτεται πλήρως στους 1200 βαθμούς περίπου. Το νιόβιο αρχίζει να οξειδώνεται στον αέρα στους 230 βαθμούς και οξειδώνεται έντονα στους 300 βαθμούς.

Σε θερμοκρασίες άνω των 400 βαθμών, το φιλμ οξειδίου διασπάται και πέφτει, επιταχύνοντας σημαντικά τον ρυθμό οξείδωσης. Το νιόβιο αρχίζει να νιτρώνεται στους 600 βαθμούς στον αέρα. Το νιόβιο απορροφά υδρογόνο σε υδρογόνο-που περιέχει μέσα μεταξύ 250 και 950 μοιρών. Επομένως, η συγκόλληση και η θερμική επεξεργασία του νιοβίου θα πρέπει να εκτελούνται σε κενό ή υπό προστασία αδρανούς αερίου. Οι θερμικές επεξεργασίες άνω των 300 μοιρών θα πρέπει να εκτελούνται σε κενό, υπό προστασία από αδρανές αέριο ή με επίστρωση υψηλής{10} θερμοκρασίας. Όταν ο εξοπλισμός και τα δοχεία νιοβίου εκτίθενται στην ατμόσφαιρα, η θερμοκρασία λειτουργίας δεν πρέπει γενικά να υπερβαίνει τους 230 βαθμούς. Υψηλότερες θερμοκρασίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν μόνο όταν δεν υπάρχει εγγύηση ατμοσφαιρικής επαφής. Η συγκόλληση νιοβίου απαιτεί την ίδια θωράκιση αδρανούς αερίου υψηλής{15}καθαρότητας με το ταντάλιο και θα πρέπει επίσης να τίθεται υπό προστασία αδρανούς αερίου σε θερμοκρασίες άνω των 230 βαθμών. Είναι καλύτερο να σταματήσετε την παροχή αδρανούς αερίου αφού η συγκόλληση νιοβίου κρυώσει κάτω από τους 200 βαθμούς.

Το νιόβιο έχει ορισμένες εφαρμογές σε δοχεία πίεσης, αλλά δεν υπάρχουν επίσημα πρότυπα για τα δοχεία νιοβίου. Το καθαρό νιόβιο χρησιμοποιείται κυρίως σε δοχεία πίεσης. Η προσθήκη περίπου 1% ζιρκονίου μπορεί να βελτιώσει την αντοχή, αλλά μειώνει ελαφρώς την αντοχή στη διάβρωση και την ολκιμότητα.

Κινεζικά πρότυπα νιοβίου
Τυπικός αριθμός Τυπικό όνομα
GB/T3630-1983 Πλάκα, λωρίδα και φύλλο νιοβίου
GB/T14842-1993 Niobium Seamless Tube
GB/T8183-1987 Φύλλο από ταντάλιο και κράμα τανταλίου
GB/T6869-1998 Niobium Bar

Πρότυπα Νιοβίου των ΗΠΑ
Τυπικός αριθμός Τυπικό όνομα
ASTM B393-2003 Πλάκα, φύλλο και λωρίδα νιοβίου
ASTM B392-2003 Ράβδος και Σύρμα Νιοβίου
ASTM B394-2003 Νιόβιο χωρίς ραφή και συγκολλημένοι σωλήνες