ニオブの基礎

ニオブは銀灰色の金属で、室温の空気にさらされるとわずかに青くなります。 外観は磨かれた鋼鉄やプラチナに似ています。

原子量92.9064、原子記号Nbを持つ周期律表のV族に属する遷移金属です。 半減期と質量数が 83 ～ 110 の既知の同位体が 28 個あります。天然ニオブは安定同位体ニオブ 93 です。

ニオブも高融点金属です。 高融点金属は、極度の熱にさらされても硬度と強度を維持する特殊な金属グループであり、さまざまな製造プロセスに役立つ他のいくつかのユニークな特性を示します。 他の高融点金属には次のものがあります。

タングステン(W)
モリブデン(Mo)
タンタル(Ta)
レニウム(Re)
チタン(Ti)
その他いくつかのエキゾチックメタル
ニオブは自然界に単独で存在することはできません。 代わりに、コロンバイト-タンタライト グループとして知られる鉱物のグループで見つかります。 明らかなコロンバイト-タンタリ石に加えて、このグループにはパイロクロア、輝石、タンタリ石、およびコロンバイトとしても知られるコロンバイトが含まれています。 大量のニオブがケイ酸炭素岩（カーボナタイトとしても知られる）およびニオブ酸ナトリウムカルシウムと関連していることが判明しています。 知られている最大の鉱床のいくつかは、カナダ、ブラジル、ロシア、ナイジェリア、コンゴ民主共和国にあります。

これらの鉱物にはタンタルも含まれることがよくあります。 ニオブとタンタルには多くの共通の特性がありますが、大きな違いが 1 つあります。 タンタルはニオブの約2倍の重さです。

ニオブはまた、地殻中にタンタルの10倍も豊富に存在します。 地殻中のその含有量は、重量で約 17 ppm、モルで約 3.7 ppm です。 これは、地殻中のニオブは鉛より多く、銅よりは少ないことを意味します。 100グラムあたりのコストは約18ドルです。

ニオブの製造プロセスは、主にタンタルから分離する必要があるため、非常に複雑です。

ニオブは、酸化物を形成し、それを水素と炭素で還元することによって、これらの他の物質から分離できます。 分離プロセスでは、溶媒を使用して液液プロセスで元素を抽出し、ニオブを沈殿させます。 次に、加工業者はそれを五酸化ニオブ (Nb2O5) まで焼成する必要があり、その後、水素化および金属熱プロセスを使用して粉末に還元されます。 真空焼結または電子ビーム溶解により、粉末がさらに強化され、精製されます。

ニオブを得る別の方法には、溶融塩の電気分解または反応性金属を使用したフッ素錯体の還元が含まれる。

ニオブは通常、使用前に鉄、ニッケル、コバルトなどの金属と合金化されます。