المعلمات التقنية للنيوبيوم

المعلمات التقنية للنيوبيوم

غالبًا ما يتواجد النيوبيوم والتنتالوم معًا، لكن محتوى النيوبيوم في القشرة الأرضية يبلغ حوالي 2.4 × 10-3%، أي عشرة أضعاف محتوى التنتالوم. ويحدث في المقام الأول في شكل كولومبيت. بشكل عام، مقاومة النيوبيوم للتآكل أعلى من مقاومة التيتانيوم والزركونيوم، ولكنها أقل قليلاً من مقاومة التنتالوم. نظرًا لأن النيوبيوم أقل تكلفة من التنتالوم، فيمكن استخدامه بدلاً من التنتالوم الأكثر تكلفة في بعض الوسائط المسببة للتآكل. علاوة على ذلك، فإن الكثافة النسبية للنيوبيوم لا تتجاوز نصف كثافة التنتالوم. بالنسبة للمكونات ذات الحجم نفسه، فإن كمية النيوبيوم المطلوبة تبلغ حوالي نصف كمية التنتالوم فقط، مما يقلل التكاليف.

مثل التنتالوم، يشكل النيوبيوم معدنًا سلبيًا مقاومًا للتآكل-من خلال تكوين طبقة أكسيد كثيفة على سطحه. ونتيجة لذلك، فإن مقاومة التآكل للنيوبيوم يمكن أن تقترب أحيانًا من مقاومة التنتالوم. يستخدم النيوبيوم في المقام الأول في الأحماض القوية المختزلة عند درجات حرارة منخفضة. ومع ذلك، فهو ليس مقاومًا للتآكل-في الوسائط مثل حمض الهيدروفلوريك، وحمض الكبريتيك المركز الساخن، وهيدروكسيد الصوديوم، وهيدروكسيد البوتاسيوم. كما أن معدل تآكله مرتفع نسبيًا في حمض الهيدروكلوريك المركز الساخن وحمض الفوسفوريك المركز الساخن. وينبغي توخي الحذر عند استخدام النيوبيوم في هذه الوسائط. النيوبيوم لديه نقطة غليان تبلغ 4927 درجة ونقطة انصهار تبلغ 2468 درجة، مما يجعله معدنًا مقاومًا للحرارة. يمكن أن يتشكل النيوبيوم عند درجات حرارة متوسطة بين 350 درجة و 400 درجة، أو عند درجات حرارة عالية بين 950 درجة و 1000 درجة. يمكن صلبه بالكامل عند حوالي 1200 درجة. يبدأ النيوبيوم في التأكسد في الهواء عند درجة 230 درجة ويتأكسد بشكل مكثف عند درجة 300 درجة.

عند درجات حرارة أعلى من 400 درجة، ينكسر فيلم الأكسيد ويسقط، مما يؤدي إلى تسريع معدل الأكسدة بشكل كبير. يبدأ النيوبيوم بالنيتريد عند درجة حرارة 600 درجة في الهواء. يمتص النيوبيوم الهيدروجين في الهيدروجين-الذي يحتوي على وسائط تتراوح درجة حرارتها بين 250 درجة و950 درجة. لذلك، يجب إجراء اللحام والمعالجة الحرارية للنيوبيوم في فراغ أو تحت حماية الغاز الخامل. يجب إجراء المعالجات الحرارية التي تزيد عن 300 درجة في فراغ، أو تحت حماية من الغاز الخامل، أو تحت طبقة خارجية ذات درجة حرارة عالية. عندما تتعرض معدات وحاويات النيوبيوم للغلاف الجوي، يجب ألا تتجاوز درجة حرارة التشغيل بشكل عام 230 درجة. لا يجوز استخدام درجات الحرارة المرتفعة إلا في حالة عدم وجود ضمان للاتصال الجوي. يتطلب لحام النيوبيوم نفس درع الغاز الخامل عالي النقاء-مثل التنتالوم، ويجب أيضًا وضعه تحت حماية الغاز الخامل عند درجات حرارة أعلى من 230 درجة. من الأفضل إيقاف إمداد الغاز الخامل بعد أن يبرد لحام النيوبيوم إلى أقل من 200 درجة.

للنيوبيوم بعض التطبيقات في أوعية الضغط، ولكن لا توجد معايير رسمية لأوعية النيوبيوم. يستخدم النيوبيوم النقي في المقام الأول في أوعية الضغط. يمكن أن تؤدي إضافة ما يقرب من 1% من الزركونيوم إلى تحسين القوة، ولكنها تقلل قليلاً من مقاومة التآكل والليونة.

معايير النيوبيوم الصينية
الرقم القياسي الاسم القياسي
GB/T3630-1983 لوحة النيوبيوم، والشريط، والرقائق
GB/T14842-1993 أنبوب النيوبيوم غير الملحوم
GB/T8183-1987 رقائق التنتالوم وسبائك التنتالوم
GB/T6869-1998 شريط النيوبيوم

معايير النيوبيوم الأمريكية
الرقم القياسي الاسم القياسي
ASTM B393-2003 ألواح وصفائح وشريط النيوبيوم
ASTM B392-2003 قضبان وأسلاك النيوبيوم
ASTM B394-2003 أنابيب النيوبيوم الملحومة وغير الملحومة