Niobiumin tekniset parametrit

Niobiumin tekniset parametrit

Niobi ja tantaali esiintyvät usein rinnakkain, mutta niobin pitoisuus maankuoressa on noin 2,4 × 10-3 %, kymmenen kertaa tantaaliin verrattuna. Se esiintyy ensisijaisesti kolumbiitin muodossa. Yleensä niobin korroosionkestävyys on korkeampi kuin titaanin ja zirkoniumin, mutta hieman pienempi kuin tantaalin. Koska niobium on halvempaa kuin tantaali, sitä voidaan käyttää kalliimman tantaalin sijasta tietyissä syövyttävissä väliaineissa. Lisäksi niobin suhteellinen tiheys on vain noin puolet tantaalista. Samankokoisille komponenteille tarvitaan niobiumia vain noin puolet tantaalista, mikä vähentää kustannuksia.

Tantaalin tavoin niobium muodostaa passiivisen korroosionkestävän-metallin muodostamalla pinnalle tiheän oksidikalvon. Näin ollen niobin korroosionkestävyys voi joskus lähestyä tantaalin korroosionkestävyyttä. Niobiumia käytetään pääasiassa vahvoissa, pelkistävissä hapoissa alhaisissa lämpötiloissa. Se ei kuitenkaan ole korroosionkestävä-väliaineissa, kuten fluorivetyhapossa, kuumassa väkevässä rikkihapossa, natriumhydroksidissa ja kaliumhydroksidissa. Sen korroosionopeus on myös suhteellisen korkea kuumassa väkevässä suolahapossa ja kuumassa väkevässä fosforihapossa. Varovaisuutta tulee noudattaa käytettäessä niobiumia näissä väliaineissa. Niobiumin kiehumispiste on 4927 astetta ja sulamispiste 2468 astetta, mikä tekee siitä tulenkestävän metallin. Niobiumia voi muodostua keskilämpötiloissa 350-400 asteen välillä tai korkeissa lämpötiloissa 950-1000 asteen välillä. Se voidaan hehkuttaa täysin noin 1200 asteessa. Niobium alkaa hapettua ilmassa 230 asteessa ja hapettuu voimakkaasti 300 asteessa.

Yli 400 asteen lämpötiloissa oksidikalvo hajoaa ja putoaa, mikä nopeuttaa huomattavasti hapettumisnopeutta. Niobium alkaa nitridoitua 600 asteessa ilmassa. Niobium absorboi vetyä vetyä{4}}pitoisissa väliaineissa 250-950 astetta. Siksi niobin hitsaus ja lämpökäsittely tulisi suorittaa tyhjiössä tai inerttikaasusuojauksessa. Yli 300 asteen lämpökäsittelyt tulee suorittaa tyhjiössä, inerttikaasusuojauksessa tai korkean lämpötilan pinnoitteen alla. Kun niobiumlaitteet ja -säiliöt ovat alttiina ilmakehälle, käyttölämpötila ei yleensä saa ylittää 230 astetta. Korkeampia lämpötiloja saa käyttää vain, jos ei ole takeita ilmakehän kosketuksesta. Niobihitsaus vaatii saman puhtaan inerttikaasusuojauksen kuin tantaali, ja se tulee myös asettaa inerttikaasusuojan alle yli 230 asteen lämpötiloissa. Inertin kaasun syöttö on parasta lopettaa sen jälkeen, kun niobiumhitsaus on jäähtynyt alle 200 asteeseen.

Niobiumilla on joitain sovelluksia paineastioissa, mutta niobiumille ei ole olemassa muodollisia standardeja. Puhdasta niobiumia käytetään pääasiassa paineastioissa. Noin 1 % zirkoniumin lisääminen voi parantaa lujuutta, mutta vähentää hieman korroosionkestävyyttä ja sitkeyttä.

Kiinan niobiumin standardit
Vakionumero Vakionimi
GB/T3630-1983 Niobiumlevy, -nauha ja -folio
GB/T14842-1993 Saumaton niobiumputki
GB/T8183-1987 Tantaali- ja tantaalifolio
GB/T6869-1998 Niobiumtanko

Yhdysvaltain niobiumistandardit
Vakionumero Vakionimi
ASTM B393-2003 Niobiumlevy, -levy ja -nauha
ASTM B392-2003 niobitango ja -lanka
ASTM B394-2003 Saumattomat ja hitsatut niobiumputket