Niyobyum

Niobyum metali

Niyobyum, sembolü Nb, atom numarası 41 olan kimyasal elementtir.

Atom ağırlığı 92.90638 g/mol,[1] özkütlesi (yoğunluğu) 8,57 g/cm³, rengi oda koşullarında metalik gridir. Oda koşullarında katı halde bulunur. D-blok elementi olup, bir metaldir.

Niyobyum metali 1801 yılında Charles Hatchett tarafından keşfedilmiştir. Doğada yaygın olarak, niyobit [(Fe, Mn)(Nb, Ta)2)O6], niyobit tantalit [(Fe, Mn)(Ta, Nb)2)O6] mineralleri içerisinde bulunur.

Minerallerinde aynı zamanda bulunan tantal ve niobyumun kimyasal özellikleri birbirine çok benzediği için ayrışması zordur. Niobyum mineralinden önce alkali çözelti ile sonra da hidroflorik asit yardımı ile ekstrakte edilir. Çözeltideki tantal, sıvı-sıvı ekstraksiyonu yardımı ile ayrılır. Bu uygulamada tantal tuzu MIBK (metil isobütil ketone, 4-metil pentan-2-on) ile ekstrakte edilir. Niyobyum çözeltide kalır. HF'li çözeltinin MIBK çözeltisi ile ekstraksiyonu ile organik çözelti niyobyum içerir. Daha sonra bu çözeltideki niyobyum oksidine dönüştürülür. Karbon veya sodyum ile indirgenerek saf metalik niyobyum elde edilir.

Titanyum ve niyobyum elementlerinin bir araya getirdiği alaşım çok iyi bir iletkenlik özelliği gösterir.[2] Bunun yanında çok iyi bir manyetik alan oluşturur (süper iletken mıknatıs).[2]

Uygulamalar

Sarı lekeli üç parça metalik folyo
Bir niyobyum folyo

2006 yılında çıkarılan 44.500 ton niyobyumun tahminen %90'ı çok kaliteli yapı çeliği yapımında kullanıldı. İkinci en büyük uygulama süper alaşımlardır.[3] Niyobyum alaşımlı süper iletkenler ve elektronik bileşenler, dünya üretiminin çok az kısmında kullanılır.[3]

Çelik üretimi

Niyobyum, çelikte niyobyum karbür ve Niyobyum nitrür bileşiklerini yaptığı için çelikte etkili bir mikro alaşım elementidir.[4] Bu bileşikler ise tanecik inceltme özelliğini geliştirir, yeniden kristalleşmeyi ve çökelme sertleşmesini geciktirir. Bu etkiler sırasıyla çelikte tokluk, mukavemet, şekillendirilebilirlik ve kaynaklanabilirlik özelliklerini artırır.[4] Mikroalaşımlı paslanmaz çeliklerde, niyobyum içeriği azdır (%0,1'den az)[5] ama modern otomobillerin yapısında çok kullanılan yüksek mukavemetli düşük alaşımlı çeliklerin önemli bir katkı malzemesidir.[4] Niyobyum, dayanıklı makine bileşenleri ve bıçaklarda oldukça çok miktarda ve Pota CPM S110V paslanmaz çeliğindeyse %3 kadar çok kullanılır.[6]

Aynı niyobyum alaşımları çoğunlukla boru hattı yapımında kullanılır.[7][8]

Kaynakça

  1. ^ Meija, Juris; Coplen, Tyler B.; Berglund, Michael; Brand, Willi A.; Bièvre, Paul De; Gröning, Manfred; Holden, Norman E.; Irrgeher, Johanna; Loss, Robert D.; Walczyk, Thomas; Prohaska, Thomas (1 Mart 2016). "Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry (İngilizce). 88 (3): 265-291. doi:10.1515/pac-2015-0305. ISSN 1365-3075. 12 Mayıs 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 3 Haziran 2021. 
  2. ^ a b "Mr (Manyetik Rezonans) Cihazları Nedir, Nasıl Çalışırlar?". 3 Haziran 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 3 Haziran 2021. 
  3. ^ a b Papp, John F. "Niobium (Columbium ) and Tantalum" (PDF). USGS 2006 Minerals Yearbook. 22 Kasım 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 3 Eylül 2008. 
  4. ^ a b c Patel, Zh.; Khul'ka K. (2001). "Niobium for Steelmaking". Metallurgist. 45 (11–12). ss. 477-480. doi:10.1023/A:1014897029026. 
  5. ^ Heisterkamp, Friedrich; Carneiro, Tadeu (2001). Minerals, Metals and Materials Society (Ed.). Niobium: Future Possibilities – Technology and the Market Place (PDF). Niobium Science & Technology: Proceedings of the International Symposium Niobium 2001 (Orlando, Florida, USA). ISBN 978-0-9712068-0-9. 17 Aralık 2008 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. 
  6. ^ "Datasheet CPM S110V" (PDF). Crucible Industries LLC. 29 Mart 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 20 Kasım 2017. 
  7. ^ Eggert, Peter; Priem, Joachim; Wettig, Eberhard (1982). "Niobium: a steel additive with a future". Economic Bulletin. 19 (9). ss. 8-11. doi:10.1007/BF02227064. 
  8. ^ Hillenbrand, Hans-Georg; Gräf, Michael; Kalwa, Christoph (2 Mayıs 2001). "Development and Production of High Strength Pipeline Steels" (PDF). Niobium Science & Technology: Proceedings of the International Symposium Niobium 2001 (Orlando, Florida, USA). 5 Haziran 2015 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi.