ნიობიუმის ზოლები: წარმოება, თვისებები, გამოყენება

2024 ავტორი: Howard Calhoun | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-17 10:32

ნიობიუმი არის ქიმიური ელემენტი 41 სერიული ნომრით. ის პირველად მე-19 საუკუნის დასაწყისში აღმოაჩინეს, მაგრამ მისი აღიარება 150 წლით გადაიდო. მხოლოდ 1950 წელს, გამოყენებითი და თეორიული ქიმიის საერთაშორისო კავშირის გადაწყვეტილებით, ატომს გამოეყო საკუთარი უჯრედი მენდელეევის პერიოდულ სისტემაში..

მრეწველობაში ელემენტის სასარგებლო თვისებების გამოსაყენებლად, მისგან მზადდება ნიობიუმის ზოლები. თავისთავად, მას არაფერი აქვს უნიკალური. მისი სრული პოტენციალი ვლინდება შენადნობების, ხსნარების და სხვა კომპოზიციების შექმნისას.

ნიობიუმის მოპოვება

ნიობიუმის მადნების გამდიდრება ძალიან რთული და ძვირადღირებული პროცესია. ეს იმიტომ, რომ მისი შემცველობა ერთ ტონა კლდეში არ აღემატება 24 გრამს. გარდა ამისა, ელემენტის გარჩევა ძალიან რთულია ტანტალისგან მსგავსი ქიმიური თვისებების გამო.

ბუნებრივ პირობებში გვხვდება მხოლოდ გაფანტული სახით - ცეცხლოვან ქანებში და კრისტალებში, ასევე ზოგიერთი მინერალის - პიროქლორის, ლოპარიტის, კოლუმბიტ-ტანტალიტის შემადგენლობაში. პერიოდული ცხრილის ეს ელემენტი ძირითადად მოპოვებულიაწარმოდგენილი ნაერთები. ნიობიუმის წარმოება შედგება სამი ეტაპისგან:

1. გამოიკვლიეთ კლდე ნიობიუმის მაღალი შემცველობით.
2. ნიობიუმის გამოყოფა ტანტალისაგან, მათი სუფთა ნაერთების მიღება.
3. მეტალის და მისი შენადნობების აღდგენა და გაწმენდა მინარევებისაგან.

წარმოების ციკლი ეფუძნება მაღალტემპერატურულ თერმულ პროცესებს ალუმინის, ნატრიუმის ან ნახშირბადის გამოყენებით. უშუალოდ ნიობიუმის ზოლები მიიღება ფხვნილის დაჭერით, ფხვნილის "კუბების" შედუღებით ვაკუუმში, ასევე ელექტრული სხივის რკალი დნობით.

სასარგებლო თვისებები

თავისი გამორჩეული მახასიათებლების გამო, ნიობიუმი გამოიყენება მრავალ ინდუსტრიაში. ელემენტის საბაზისო შემადგენლობის ფორმულაში შეყვანის პროცესის გასაადვილებლად, იწარმოება სხვადასხვა ნაგლინი პროდუქტები, მათ შორის ნიობიუმის ზოლები. მთავარი აქტიური ნივთიერება ამ შემთხვევაში არის ნიობიუმის კარბიდი, რომელიც დადებითად მოქმედებს მასალების მექანიკურ თვისებებზე.

ერთი ტონა ფოლადის შენადნობისთვის საჭიროა მხოლოდ 200 გრამი ნიობიუმი. მიღებული შენადნობი გამოირჩევა მაღალი სიმტკიცით და დრეკადობით, დაბალი მტვრევადობით და უკეთესი კოროზიის წინააღმდეგობით. ელემენტი ასევე გამოიყენება ფერადი ლითონების, კერძოდ ალუმინის, დამცავი ტუტეებისა და მჟავებისგან.

ნიობიუმის გამოყენება

ნიობიუმის ზოლები ყველაზე ხშირად გამოიყენება, როგორც შენადნობი დანამატი, როგორც ფერადი, ასევე შავი ლითონებისგან შენადნობების შესაქმნელად. ნიობიუმის გამოყენების ძირითადი სფეროებია სარაკეტო მეცნიერება, რადიო და ელექტრონული ინჟინერია, ქიმიურიაპარატურის ინჟინერია, ავიაცია და კოსმოსური ინჟინერია.

მეტალის, ანუ სუფთა, ნიობიუმის გამოყენება განპირობებულია მისი რიგი სასარგებლო თვისებებით. მათ შორის გამოირჩევა ცეცხლგამძლეობა, კოროზიის წინააღმდეგობა, მასალების თბოგამძლეობის გაზრდის უნარი და გამტარუნარიანობა..

ნიობიუმის ზოლის უნიკალური ხარისხი არის თითქმის ნულოვანი ურთიერთქმედება ურანის იზოტოპებთან 1100 გრადუს ცელსიუსამდე ტემპერატურაზე. უფრო მეტიც, ატომს აქვს დაბალი ხელოვნური რადიოაქტიურობა. ეს ყველაფერი საშუალებას იძლევა გამოიყენოს ბირთვული რეაქტორების დასაცავად, აგრეთვე კონტეინერები დახარჯული რადიოაქტიური საწვავის შესანახად.

ნიობიუმის პროდუქტები

მეტალის ნიობიუმის პროდუქტები ძირითადად გამოიყენება ბირთვული ინდუსტრიის საჭიროებების დასაკმაყოფილებლად. აქ მისგან მიიღება ურანის და პლუტონიუმის საწვავის ელემენტების ჭურვები, თხევადი ლითონების შესანახი კონტეინერები, რადიოაქტიური ნარჩენები.

ნიობიუმის პროდუქტები გამოიყენება მძიმე გამოთვლითი აღჭურვილობის შესაქმნელად. მისი დახმარებით მცირდება გამტარების წინააღმდეგობა, რითაც მიიღება კრიოტრონები - სუპერმაღალი გამტარობის კომპიუტერული ელემენტები. ავსტრიაში ვერცხლის და ნიობიუმის შენადნობას იყენებდნენ საკოლექციო მონეტების დასაჭრელად.