النيوبيوم معدن نادر ذو نقطة انصهار عالية مع رمادي فضي وملمس ناعم وليونة.كثافة النيوبيوم 8.57 جم / سم مكعب ، ونقطة الانصهار 2477 درجة مئوية ، ونقطة الغليان 4744 درجة مئوية.

في درجة حرارة الغرفة ، لا يتفاعل النيوبيوم مع الهواء ولن يتأكسد تمامًا عندما يكون أحمر حارًا في الأكسجين.يمكن أن يتحد النيوبيوم مباشرة مع الكبريت والنيتروجين والكربون في درجات حرارة عالية.لا يتفاعل النيوبيوم مع الأحماض المعدنية أو القلويات ، كما أنه غير قابل للذوبان في الماء الريجيا ، ولكنه قابل للذوبان في حمض الهيدروفلوريك.

نظرًا لأن النيوبيوم يتمتع بموصلية فائقة جيدة ، ونقطة انصهار عالية ، ومقاومة للتآكل ، ومقاومة للتآكل ، وما إلى ذلك ، فإنه يستخدم على نطاق واسع في الصلب ، والمواد فائقة التوصيل ، والفضاء ، والطاقة الذرية وغيرها من المجالات.

الاستخدامات ومجالات التطبيق

صناعة المعادن

يتم استخدام حوالي 85٪ إلى 90٪ من النيوبيوم في العالم في إنتاج الصلب على شكل ferroniobium.فقط إضافة 0.03٪ إلى 0.05٪ من النيوبيوم إلى الفولاذ يمكن أن تزيد من قوة الخضوع للفولاذ بأكثر من 30٪.يمكن للنيوبيوم أيضًا أن يدرك تشتت وتوزيع الرواسب عن طريق إحداث الترسيب والتحكم في معدل التبريد ، وضبط مستوى صلابة الفولاذ في نطاق واسع.لذلك ، لا تؤدي إضافة النيوبيوم إلى الفولاذ إلى زيادة قوة الفولاذ فحسب ، بل تؤدي أيضًا إلى تحسين المتانة ومقاومة الأكسدة في درجات الحرارة العالية ومقاومة التآكل للفولاذ ، وتقليل درجة حرارة الانتقال الهشة للفولاذ ، وجعل الفولاذ يتمتع بلحام جيد و خصائص التشكيل.

صناعة المواد فائقة التوصيل

تحتوي بعض مركبات وسبائك النيوبيوم على درجات حرارة انتقالية عالية الموصلية الفائقة ، لذلك فهي تستخدم على نطاق واسع في تصنيع مختلف الموصلات الصناعية الفائقة ، مثل المولدات فائقة التوصيل ، ومغناطيس المسرع عالي الطاقة ، وتخزين الطاقة المغناطيسية فائقة التوصيل ، ومعدات التصوير بالرنين المغناطيسي النووي ، وما إلى ذلك.في الوقت الحاضر ، أهم المواد فائقة التوصيل هي النيوبيوم-تيتانيوم والنيوبيوم-القصدير ، والتي تستخدم على نطاق واسع في أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي للتشخيص الطبي وجهاز الرنين المغناطيسي النووي للخط الطيفي (التحليل).

صناعة الطيران

صناعة الطيران هي مجال التطبيق الرئيسي للنيوبيوم عالي النقاء ، والذي يستخدم بشكل أساسي لإنتاج الصواريخ ومحركات المركبات الفضائية والأجزاء المقاومة للحرارة.تتميز سبائك النيوبيوم والتنتالوم المقاومة للحرارة بأداء جيد في القوة الحرارية ومقاومة الحرارة وأداء المعالجة ، وتستخدم على نطاق واسع في تصنيع أجزاء المحرك الهوائي وشفرات التوربينات الغازية.تستخدم جميع محركات الطائرات المقاتلة تقريبًا في الولايات المتحدة سبيكة النيوبيوم للأجزاء الساخنة.

صناعة الطاقة الذرية

يحتوي النيوبيوم على موصلية حرارية جيدة ، ونقطة انصهار عالية ، ومقاومة جيدة للتآكل ، وقسم عرضي منخفض لالتقاط النيوترونات.إنها مادة مناسبة جدًا لمفاعلات الطاقة الذرية.تشمل الاستخدامات الرئيسية للنيوبيوم في صناعة الطاقة النووية: مواد تكسية الوقود النووي ، وسبائك الوقود النووي ، والمواد الهيكلية للمبادلات الحرارية في المفاعلات النووية.

صناعة الإلكترونيات

يمكن استخدام سيراميك النيوبات في صنع المكثفات.تعتبر البلورات المفردة المركبة مثل نيوبات الليثيوم ونيوبات البوتاسيوم بلورات جديدة للإلكترونيات الضوئية والإلكترونيات.لديهم خصائص كهرضغطية ، كهروحرارية وبصرية جيدة ، ويستخدمون على نطاق واسع في الأشعة تحت الحمراء وتكنولوجيا الليزر وفي صناعة الإلكترونيات.بالإضافة إلى ذلك ، يتمتع النيوبيوم بنقطة انصهار عالية ، وقدرة قوية على انبعاث الإلكترونات ، ولديه القدرة على الحصول على الغاز ، والذي يمكن استخدامه لصنع أنابيب إلكترونية وأجهزة تفريغ كهربائية أخرى.

المجال الطبي

يتمتع النيوبيوم بمقاومة جيدة للتآكل الفسيولوجي والتوافق الحيوي ، ولا يتفاعل مع المواد السائلة المختلفة في جسم الإنسان ، ولا يكاد يضر أنسجة الجسم من الكائنات الحية.يمكن تكييفه مع أي طريقة تعقيم ، لذلك غالبًا ما يستخدم في صناعة ألواح العظام ، ومسامير الجمجمة ، وزراعة الأسنان ، والأدوات الجراحية ، إلخ.

تطبيقات أخرى

في الصناعة الكيميائية ، يعتبر النيوبيوم مادة مقاومة للتآكل من الأحماض والمعادن السائلة عالية الجودة ، والتي يمكن استخدامها في صنع أجهزة الهضم ، والسخانات ، والمبردات ، وما إلى ذلك. بالإضافة إلى ذلك ، يعد حمض النيوبيك أيضًا عاملًا مساعدًا مهمًا.

يستخدم النيوبيوم أيضًا في صناعة المسابك.وتتمثل وظيفتها الرئيسية في تشكيل كربيدات صلبة (جيدة لمقاومة التآكل) وتغيير شكل وحجم صفائح الجرافيت ، لذلك غالبًا ما تستخدم في تصنيع رؤوس أسطوانات السيارات وحلقات المكبس وبطانات الفرامل..بالإضافة إلى ذلك ، يستخدم النيوبيوم أحيانًا في العملات التذكارية جنبًا إلى جنب مع الذهب والفضة.

يساعد النيوبيوم على زيادة أداء نقل الضوء للعدسة ، لذلك يتم استخدامه أيضًا في صناعة العدسات في الصناعة البصرية.

يمكن أيضًا استخدام النيوبيوم في صناعة الإضاءة.على سبيل المثال ، يمكن استخدام سبيكة النيوبيوم و 1٪ من الزركونيوم لعمل أقواس دقيقة من أجل مصابيح شوارع بخار الصوديوم عالية الكفاءة وعالية القوة ، بحيث تتمتع هذه الأجزاء الصغيرة بقوة حرارية عالية ، وقابلية تشكيل ممتازة ومقاومة لتآكل بخار الصوديوم.