Толковый словарь Ефремовой:
ниобий м.
Твердый тугоплавкий металл серовато-белого цвета, принадлежащий к числу редких элементов и используемый при производстве химически- и жаростойких сортов стали.
Большой энциклопедический словарь:
НИОБИЙ (лат. Niobium) — Nb, химический элемент V группы периодической системы, атомный номер 41, атомная масса 92,9064. Назван от имени Ниобы — дочери мифологического Тантала (близость свойств Nb и Ta). Светло-серый тугоплавкий металл, плотность 8,57 г/см3, tпл 2477 °С, температура перехода в сверхпроводящее состояние 9,28 К. Химически очень стоек. Минералы: пирохлор, колумбит, лопарит и др. Компонент химически стойких и жаростойких сталей, из которых изготовляют детали ракет, реактивных двигателей, химическую и нефтеперегонную аппаратуру. Ниобием и его сплавами покрывают тепловыделяющие элементы (ТВЭЛы) ядерных реакторов. Станнид Nb3Sn, германид Nb3Ge, сплавы Ниобия с Sn, Ti и Zr используют для изготовления сверхпроводящих соленоидов (Nb3Ge — сверхпроводник с температурой перехода в сверхпроводящее состояние 23,2 К).
Большая советская энциклопедия:
Ниобий
(лат. Niobium)
Nb, химический элемент V группы периодической системы Менделеева; атомный номер 41, атомная масса 92,9064; металл серо-стального цвета. Элемент имеет один природный изотоп 93Nb.
Н. открыт в 1801 английским учёным Ч. Хатчетом (1765—1847) в минерале, найденном в Колумбии, и назван им «колумбием». В 1844 немецкий химик Г. Розе (1795 — 1864) обнаружил «новый» элемент и назвал его «ниобием» в честь дочери Тантала Ниобы (См. Ниоба), чем подчеркнул сходство между Н. и Танталом. Позднее было установлено, что Н. тот же элемент, что и колумбий.
Распространение в природе. Среднее содержание Н. в земной коре (кларк) 2·10-3% по массе. Только в щелочных изверженных породах — нифелиновых сиенитах и др., содержание Н. повышено до 10-2—10-1%. В этих породах и связанных с ними пегматитах, карбонатитах, а также в гранитных пегматитах обнаружено 23 минерала Н. и около 130 др. минералов, содержащих повышенные количества Н. Это в основном сложные и простые окислы. В минералах Nb связан с редкоземельными элементами и с Та, Ti, Ca, Na, Th, Fe, Ba (тантало-ниобаты, титанаты и др.). Из 6 промышленных минералов наиболее важны пирохлор (См. Пирохлоры) и Колумбит. Промышленные месторождения Н. связаны с массивами щелочных пород (например, на Кольском полуострове), их корами выветривания, а также с гранитными пегматитами. Важное значение имеют и россыпи тантало-ниобатов.
В биосфере геохимия Н. изучена плохо. Установлено только, что в районах щелочных пород, обогащенных Н., он мигрирует в виде соединений с органическими и др. комплексами. Известны минералы Н., образующиеся при выветривании щелочных пород (мурманит, герасимовскит и др.). В морской воде лишь около 1 · 10-9% Н. по массе.
В 60-е гг. 20 в. ежегодно в мире добывалось около 1300 т Н., что по сравнению с кларком свидетельствует о его слабом использовании (слабее большинства металлов).
Физические и химические свойства. Кристаллическая решётка Н. объёмноцентрированная кубическим с параметром а = 3,294 . Плотность 8,57 г/см3 (20 °C); tпл 2500 °C; tkип 4927 oC; давление пара (в мм рт. ст., 1 мм рт. ст. = 133,3 н/м2) 1 · 10-5 (2194 °С), 1 · 10-4 (2355 °С), 6 · 10-4 (при tпл), 1 · 10-3 (2539 °С). Теплопроводность в вт/(м · К) при 0 °С и 600 °С соответственно 51,4 и 56,2, то же в кал/(см · сек · °С) 0,125 и 0,156. Удельное объёмное электрическое сопротивление при 0°С 15,22 · 10-8 ом · м (15,22 · 10-6ом · см). температура перехода в сверхпроводящее состояние 9,25 К. Н. парамагнитен. Работа выхода электронов 4,01 эв.
Чистый Н. легко обрабатывается давлением на холоду и сохраняет удовлетворительные механические свойства при высоких температурах. Его предел прочности при 20 и 800 °С соответственно равен 342 и 312 Мн/м2, то же в кгс/мм2 34,2 и 31,2; относительное удлинение при 20 и 800 °С соответственно 19,2 и 20,7%. Твёрдость чистого Н. по Бринеллю 450, технического 750—1800 Мн/м2. Примеси некоторых элементов, особенно водорода, азота, углерода и кислорода, сильно ухудшают пластичность и повышают твёрдость Н.
По химическим свойствам Н. близок к танталу. Оба они чрезвычайно устойчивы (тантал более чем Н.) на холоду и при небольшом нагревании к действию многих агрессивных сред. Компактный Н. заметно окисляется на воздухе только выше 200 °С. На Н. действуют: хлор выше 200 °С, водород при 250 °С (интенсивно при 360 °С), азот при 400 °С. Практически не действуют на Н. очищенные от примеси кислорода жидкие Na, К и их сплавы, Li, Bi, Pb, Hg, Sn, применяемые в качестве жидкометаллических теплоносителей в атомных реакторах.
Н. устойчив к действию многих кислот и растворов солей. На него не действуют царская водка, соляная и серная кислоты при 20 °С, азотная, фосфорная, хлорная кислоты, водные растворы аммиака. Плавиковая кислота, её смесь с азотной кислотой и щёлочи растворяют Н. В кислых электролитах на Н. образуется анодная окисная плёнка с высокими диэлектрическими характеристиками, что позволяет использовать Н. и его сплавы с Ta взамен дефицитного чистого Та для изготовления миниатюрных электролитических конденсаторов большой ёмкости с малыми токами утечки.
Конфигурация внешних электронов атома Nb 4d45s1. Наиболее устойчивы соединения пятивалентного Н., но известны и соединения со степенями окисления +4, +3, +2 и +1, к образованию которых Н. склонен более, чем тантал. Например, в системе Н. — кислород установлены фазы: пятиокись Nb2O5(tпл 1512 °С, цвет белый), нестехеометрические NbO2,47 и NbO2,42, двуокись NbO2 (tпл 2080 °С, цвет чёрный), окись NbO (tпл 1935 °С, цвет серый) и твёрдый раствор кислорода в Н. NbO2 — полупроводник; NbO, сплавленная в слиток, обладает металлическим блеском и электропроводностью металлического типа, заметно испаряется при 1700 °С, интенсивно — при 2300—2350 °С, что используют для вакуумной очистки Н. от кислорода; Nb2O5 имеет кислотный характер; ниобиевые кислоты не выделены в виде определённых химических соединений, но известны их соли — Ниобаты.
С водородом Nb образует твёрдый раствор внедрения (до 10 ат.% Н) и гидрид состава от NbH0,7 до NbH. Растворимость водорода в Nb (в г/см3) при 20 °С 104, при 500 °С 74,4, при 900 °С 4,0. Поглощение водорода обратимо: при нагревании, особенно в вакууме, водород выделяется; это используют для очистки Nb от водорода (сообщающего металлу хрупкость) и для гидрирования компактного Nb: хрупкий гидрид измельчают и дегидрируют в вакууме, получая чистый порошок Н. для электролитич. конденсаторов. Растворимость азота в Н. составляет (% по массе) 0,005, 0,04 и 0,07 соответственно при 300, 1000 и 1500 °С. Рафинируют Н. от азота нагреванием в глубоком вакууме выше 1900 °С или вакуумной плавкой. Высший нитрид NbN светло-серого цвета с желтоватым оттенком; температура перехода в сверхпроводящее состояние 15,6 К. С углеродом при 1800—2000 °С Nb образует 3 фазы: -фаза — твёрдый раствор внедрения углерода в Н., содержащий до 2 ат.% С при 2335 °С; -фаза — Nb2C, -фаза — NbC. С галогенами Н. даёт галогениды, оксигалогениды и комплексные соли. Из них наиболее важны и лучше других изучены пентафторид NbF5, пентахлорид NbCl5, окситрихлорид NbOCI3, фторониобат калия K2NbF7 и оксифторониобат калия K2NbOF7 · H2O. Небольшое различие в давлении паров NbCl5 и TaCl5 используют для их весьма полного разделения и очистки методом ректификации.
Получение и применение. Руды Nb — обычно комплексные и бедны Nb, хотя их запасы намного превосходят запасы руд Та (см. Ниобиевые руды). Рудные концентраты содержат Nb2O5: пирохлоровые — не менее 37%, лопаритовые — 8%, колумбитовые — 30—60%. Большую их часть перерабатывают алюмино- или силикотермическим восстановлением на феррониобий (40—60% Nb) и ферротанталониобий. Металлический Nb получают из рудных концентратов по сложной технологии в три стадии: 1) вскрытие концентрата, 2) разделение Nb и Ta и получение их чистых химических соединений, 3) восстановление и рафинирование металлического Н. и его сплавов. Основные промышленные методы производства Nb и сплавов — алюминотермический, натриетермический, карботермический: из смеси Nb2O5 и сажи вначале получают при 1800 °С в атмосфере водорода карбид, затем из смеси карбида и пятиокиси при 1800—1900 °С в вакууме — металл; для получения сплавов Н. в эту смесь добавляют окислы легирующих металлов (см. Ниобиевые сплавы); по другому варианту Н. восстанавливают при высокой температуре в вакууме непосредственно из Nb2O5 сажей. Натриетермическим способом Н. восстанавливают натрием из K2NbF7, алюминотермическим— алюминием из Nb2O5. Компактный металл (сплав) производят методами порошковой металлургии, спекая спрессованные из порошков штабики в вакууме при 2300 °С, либо электроннолучевой и вакуумной дуговой плавкой; монокристаллы Nb высокой чистоты — бестигельной электроннолучевой зонной плавкой.
Применение и производство Н. быстро возрастают, что обусловлено сочетанием таких его свойств, как тугоплавкость, малое сечение захвата тепловых нейтронов (1,15 б), способность образовывать жаропрочные, сверхпроводящие и др. сплавы, коррозионная стойкость, геттерные свойства, низкая работа выхода электронов, хорошие обрабатываемость давлением на холоду и свариваемость. Основные области применения Н.: ракетостроение, авиационная и космическая техника, радиотехника, электроника, хим. аппаратостроение, атомная энергетика. Из чистого Н. или его сплавов изготовляют детали летательных аппаратов; оболочки для урановых и плутониевых тепловыделяющих элементов; контейнеры и трубы для жидких металлов; детали электрических конденсаторов; «горячую» арматуру электронных (для радарных установок) и мощных генераторных ламп (аноды, катоды, сетки и др.); коррозионноустойчивую аппаратуру в химической промышленности. Ниобием легируют др. цветные металлы, в том числе уран. Н. применяют в криотронах — сверхпроводящих элементах вычислительных машин, а станнид Nb3Sn и сплавы Nb с Ti и Zr — для изготовления сверхпроводящих соленоидов. Nb и сплавы с Ta во многих случаях заменяют Ta, что даёт большой экономический эффект (Nb дешевле и почти вдвое легче, чем Ta). Феррониобий вводят в нержавеющие хромоникелевые стали для предотвращения их межкристаллитной коррозии и разрушения и в стали др. типов для улучшения их свойств. Применяют и соединения Н.: Nb2O5 (катализатор в химической промышленности; в производстве огнеупоров, керметов, специальных стекол), нитрид (См. Нитриды), карбид (См. Карбиды), Ниобаты.
Лит.: Зеликман А. Н., Меерсон Г. А., Металлургия редких металлов, М., 1973; Ниобий, тантал и их сплавы, пер. с англ., М., 1966; Недюха И. М., Черный В. Г., Ниобий — металл космической эры, Киев, 1965; Ниобий и тантал. Сб. [переводных ст.], под ред. О. П. Колчина, М., 1961; Филянд М. А., Семенова Е. И., Свойства редких элементов [Справочник], 2 изд., М., 1964.
О. П. Колчин.
Большой словарь иностранных слов:
[< соб.] – иначе колумбий (символ Cb) – хим. элемент, символ Nb, порядковый номер 41, атомный вес 92,91; редкий металл стального цвета; используется в электротехнической промышленности для изготовления выпрямителей переменного тока.
Толковый словарь Кузнецова:
ниобий
НИОБИЙ -я; м. [лат. Niobium] Химический элемент (Nb), твёрдый тугоплавкий и ковкий металл серовато-белого цвета (используется при производстве химически стойких и жаростойких сталей).
Ниобийный; ниобиевый, -ая, -ое.
Малый академический словарь:
ниобий
-я, м.
Химический элемент, твердый, тугоплавкий и ковкий металл серовато-белого цвета.
[лат. niobium]
Горная энциклопедия:
Nb (лат. Niobium; от им. Ниобы — дочери Тантала в др.-греч. мифологии * a. niobium; н. Niob, Niobium; ф. niobium; и. niobio), — хим. элемент V группы периодич. системы Менделеева, ат. н. 41, ат. м. 92,9064. Имеет один природный изотоп 93Nb.
Оксид H. выделен впервые англ. химиком Ч. Хатчетом в 1801 из колумбита. Металлич. ниобий получил в 1866 швед, учёный K. B. Бломстранд.
H.- металл стального цвета, имеет объёмноцентрир. кубич. решётку c a=0,3294 нм; плотность 8570 кг/м3; tпл2500°C, tкип4927°C; теплоёмкость (298 K) 24,6 Дж/(моль·K); теплопроводность (273 K) 51,4 Bт/(м·K); температурный коэфф. линейного расширения (63-1103 K) 7,9·* 10-6 K-1; уд. электрическое сопротивление (293 K) 16·* 10-8 Oм·м; термич. коэфф. электрич. сопротивления (273 K) 3,95·* 10-3 K-1. Темп-pa перехода в сверхпроводящее состояние 9,46 K.
Степень окисления +5, реже от +1 до +4. Пo хим. свойствам близок к танталу, чрезвычайно устойчив к холоду и при небольшом нагревании к действию мн. агрессивных сред, в т.ч. и кислот. H. растворяет только плавиковая кислота, её смесь c азотной кислотой и щёлочи. Амфотерен. При взаимодействии c галогенами образует галогениды ниобия. При сплавлении Nb2O5 c содой получают соли ниобиевых кислот — ниобаты, хотя сами кислоты не существуют в свободном состоянии. H. может образовывать двойные соли и комплексные соединения. Нетоксичен.
H.- литофильный элемент, связан c гранитными, нефелинсиенитовыми, ультра- основными щелочными породами и карбонатитами. Его кларк 2 * 10-3% по массе. Породообразующим аналогом Nb (a также Ta) является Ti. При высокой концентрации Ti4+ происходит рассеяние Nb5+ по титановым минералам. Накапливается в наиболее поздних дифференциатах многофазных интрузивных комплексов. Тесно ассоциирует c Ta, образуя совместно c ним св. 50 минералов. Нек-рые минералы H. (Колумбит, Лопарит, фергюсонит) весьма устойчивы в зоне гипергенеза и накапливаются в россыпях. Осн. типы м-ний, схемы обогащения см. в ст. Ниобиевые руды.
Для получения H. ниобиевый концентрат сплавляют c едким натром или содой и образующийся сплав выщелачивают. Содержащиеся в нерастворившемся осадке Nb и Ta разделяют, оксид H. восстанавливают отдельно от оксида тантала. Компактный H. получают методами порошковой металлургии, электродуговой, вакуумной и электроннолучевой плавки.
H.- один из осн. компонентов при легировании жаропрочных сталей и сплавов. H. и его сплавы используются как конструкц. материалы для деталей реактивных двигателей, ракет, газовых турбин, хим. аппаратуры, электронных приборов, электрич. конденсаторов, сверхпроводящих устройств. Ниобаты широко применяют как сегнетоэлектрики, пьезоэлектрики, лазерные материалы.
A. A. Борисов.
Орфографический словарь Лопатина:
орф.
ниобий, -я
Научно-технический словарь:
НИОБИЙ (символ Nb), блестящий серо-белый переходный химический элемент, металл. Открыт в 1801 г. Встречается, как правило, в пирохлорных рудах. Будучи мягким и ковким металлом, ниобий применяется в производстве специальных нержавеющий сталей и сплавов для ракет и реактивных двигателей. Свойства: атомный номер 41, атомная масса 92,9064; плотность 8,57; температура плавления 2468 С, температура кипения 4742 С; наиболее распространенный изотоп 93Nb (100%).
Грамматический словарь Зализняка:
Ниобий, ниобии, ниобия, ниобиев, ниобию, ниобиям, ниобий, ниобии, ниобием, ниобиями, ниобии, ниобиях
Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона:
(Niobium франц. и англ., Niob нем.; хим.), Nb = 94. — В V группе периодической системы элементов имеются два редких металла, H. и тантал, которые относятся к ванадию подобно тому, как молибден и вольфрам к хрому; последние три металла — члены металлической подгруппы в группе серы (VI); ванадий, Н. и тантал — члены металлической подгруппы в группе азота. Н. и тантал встречаются в редких минералах — танталитах, колумбитах и некоторых других — обыкновенно вместе, а потому история их открытия и изучения одна и та же (см. Тантал). Колумбит из Гренландии, однако, не содержит тантала; это соль закиси железа (FeO = 17,33%) и ниобиевой кислоты (Nb2O5 = 77,97%), содержащая, кроме того, закись марганца (MnO = 3,28%) и еще MgO, PbO, ZrO2, SnO2 и WO3. Извлечение ниобиевой кислоты из минерала достигается через сплавление его с кислым серно-кислым калием и обработку сплава водой; нерастворимый остаток очищается от оловянной и вольфрамовой кислот сернистым аммонием и представляет белый, аморфный порошок, уд. в 4,53; это ангидрид, Nb2O5. Он не растворим в кислотах, за исключением плавиковой. Прибавляя к HF-му раствору, содержащему избыток HF, фтористый калий, получают калевую соль Н.-фтористо-водородной кислоты K2NbF7, которая хорошо растворима и кристаллизуется в блестящих иголках; соответственное соединение тантала трудно растворяется. Ниобиевая кислота, гидрат HNbO3, получается из NbCl5 или NbOCl3 действием влажного воздуха или воды; по высушивании при 100° имеет указанный состав; она легко растворима в едких и даже углекислых щелочах. В солях, очень разнообразного состава, встречаются типы фосфорных и мышьяковых: ортосоли, напр. Na2HNbO4.6Н2O, пиросоли — K3HNb2O7.6H2O, метасоли — Mg(NbO3)2, KNbO3.2H2O и более сложные — K8Nb6O19.16H2O. При накаливании смеси Nb2O5 с углем в струе хлора получается пятихлористый Н., NbCl5 — желтые иглы, плавящиеся при 194° и возгоняющиеся уже при 125°; температура кипения 240,5°. При охлаждении паров NbCl5 в токе, углекислого газа над N2O5, при накаливании, образуется хлорокись, NbOCl3 — бесцветная лучисто-кристаллическая масса, которая, не плавясь, превращается в бесцветный пар при 400°. Формулы этих соединений согласуются с определениями плотности пара (Девилль и Троост). К воде они относятся как хлорангидриды, т. е. распадаются на гидрат, ниобиевую кислоту, и соляную кислоту. Из соединений низшего типа следует прежде всего упомянуть треххлористый Н., NbCl3, который получается, если пар NbCl5 медленно проходит чрез трубку, накаленную докрасна; он нелетуч, кристалличен, напоминает по виду йод; в химическом отношении характеризуется способностью переходить в соединения высшего типа: окисляется даже на счет углекислого газа при нагревании, при чем образуется NbOCl3 и окись углерода (Роско). Существуют низшие кислородные соединения; NbO получается при действии натрия на K2NbOF5; при накаливании Nb2O5 в струе водорода возникает NbO2. Металлический Н. получен при сильном накаливании смеси паров NbCl5 с водородом (Роско) в виде стально-серых блестящих корок, уд. в. 7,06; он содержал водород (0,27%), а также немного хлора и кислорода; почти не реагировал с соляной и азотной кислотами и даже с царской водкой, легко растворялся при слабом нагревании в серной кислоте и сгорал, накаленный на воздухе. Мариньяк, благодаря работам которого (1865) уяснена природа этого металла, сплавлял натриевую соль Н.-фтористо-водородной кислоты с металлическим натрием под слоем поваренной соли и затем, промыв продукт водой, получил бурый порошок Н., содержащий водород. Вообще чистый металлический Н. пока не известен. Восстановление Nb2O5 углем в электрической печи привело к металлу, содержащему углерод и азот (А. Ларссон, 1896).
С. С. Колотов. .
© «СловоТолк.Ру» — толковые и энциклопедические словари, 2007-2020