شريط النيوبيوم: الإنتاج ، الخصائص ، التطبيق

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

النيوبيوم عنصر كيميائي له 41 رقم تسلسلي. تم اكتشافه لأول مرة في بداية القرن التاسع عشر ، لكن التعرف عليه تأخر 150 عامًا. فقط في عام 1950 ، بقرار من الاتحاد الدولي للكيمياء التطبيقية والنظرية ، تم تخصيص الخلية الخاصة للذرة في النظام الدوري لمندلييف.

من أجل استخدام الصفات المفيدة للعنصر في الصناعة ، يتم تصنيع شريط النيوبيوم منه. في حد ذاته ، ليس لديها شيء فريد من نوعه. يتم الكشف عن إمكاناته الكاملة عند إنشاء السبائك والحلول والتركيبات الأخرى.

تعدين النيوبيوم

تخصيب خامات النيوبيوم عملية معقدة ومكلفة للغاية. وذلك لأن محتواها في طن واحد من الصخور لا يتجاوز 24 جرامًا. بالإضافة إلى ذلك ، من الصعب جدًا تمييز العنصر عن التنتالوم نظرًا لخصائصه الكيميائية المتشابهة.

في ظل الظروف الطبيعية ، يحدث فقط في شكل مبعثر - في الصخور النارية والبلورات ، وكذلك في تكوين بعض المعادن - البيركلور ، اللوباريت ، الكولومبيت-التانتاليت. يتم استخراج هذا العنصر من الجدول الدوري بشكل أساسي منالمركبات المعروضة. يتكون إنتاج النيوبيوم من ثلاث مراحل:

1. اكتشف موسيقى الروك التي تحتوي على نسبة عالية من النيوبيوم.
2. فصل النيوبيوم عن التنتالوم والحصول على مركباتها النقية.
3. ترميم وتنقية المعدن وسبائكه من الشوائب

تعتمد دورة الإنتاج على العمليات الحرارية ذات درجات الحرارة العالية باستخدام الألومنيوم أو الصوديوم أو الكربون. يتم الحصول على شرائط النيوبيوم مباشرة بالضغط على المسحوق ، ومسحوق التلبيد "مكعبات" في الفراغ ، وكذلك ذوبان القوس الكهربائي.

خصائص مفيدة

نظرًا لخصائصه المميزة ، يستخدم النيوبيوم في العديد من الصناعات. لتسهيل عملية إدخال العنصر في صيغة التركيبة الأساسية ، يتم تصنيع العديد من المنتجات الملفوفة ، بما في ذلك شريط النيوبيوم. العنصر النشط الرئيسي في هذه الحالة هو كربيد النيوبيوم ، والذي له تأثير مفيد على الخواص الميكانيكية للمواد.

لا يتطلب الأمر سوى 200 جرام من النيوبيوم لسبائك طن واحد من الفولاذ. تتميز السبيكة الناتجة بصلابة عالية وليونة ، وهشاشة منخفضة ، ومقاومة أفضل للتآكل. يستخدم العنصر أيضًا في حماية المعادن غير الحديدية ، وخاصة الألومنيوم ، من القلويات والأحماض.

استخدام النيوبيوم

غالبًا ما يستخدم شريط النيوبيوم كمادة مضافة للسبائك في إنشاء السبائك من كل من المعادن غير الحديدية والمعادن الحديدية. المجالات الرئيسية لتطبيق النيوبيوم هي علوم الصواريخ والراديو والهندسة الإلكترونية والكيميائيةهندسة الأجهزة والطيران وهندسة الفضاء.

يرجع استخدام النيوبيوم المعدني أو النقي إلى عدد من خصائصه المفيدة. من بينها ، المقاومة للحرارة ، ومقاومة التآكل ، والقدرة على زيادة المقاومة للحرارة للمواد وقدرتها على التوصيل تبرز.

الجودة الفريدة التي يتمتع بها شريط النيوبيوم تكاد تكون معدومة التفاعل مع نظائر اليورانيوم عند درجات حرارة تصل إلى 1100 درجة مئوية. علاوة على ذلك ، فإن الذرة لديها نشاط إشعاعي منخفض. كل هذا يسمح باستخدامه لحماية المفاعلات النووية وكذلك حاويات لتخزين الوقود المشع المستهلك.

منتجات النيوبيوم

تستخدم منتجات النيوبيوم المعدنية بشكل أساسي لتلبية احتياجات الصناعة النووية. وهنا قذائف لعناصر وقود اليورانيوم والبلوتونيوم وحاويات لتخزين المعادن السائلة والنفايات المشعة يتم الحصول عليها منها.

تُستخدم منتجات Niobium لإنشاء معدات حوسبة شديدة التحمل. بمساعدتها ، يتم تقليل مقاومة الموصلات ، وبالتالي الحصول على الكريوترونات - عناصر الكمبيوتر فائقة التوصيل. في النمسا ، تم استخدام سبيكة من الفضة والنيوبيوم لصك العملات المعدنية القابلة للتحصيل.