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ニオブ

ニオブ

基本情報
ニオブは化学記号がNbで、原子番号が41の化学元素である。遷移金属元素に属し、元素周期表の第5周期VB族に位置している。

ぶつりてきせいしつ
外観：ニオブシルバーグレーのキラキラした金属です。
密度みつど:密度みつどニオブ8.57 g/立方センチメートルと比較的高いため、重量感があります。

融点と沸点：その融点は高く、約2477℃、沸点は約4744℃である。高融点はニオブを高温環境下でも固体状態に保つことができ、これはいくつかの高温応用シーンに適している。

硬度：ニオブ硬度が適度で、延性がよく、フレーク、フィラメントなどのさまざまな形状に加工することができる。

化学的性質
耐食性：ニオブは優れた耐食性を有する。室温では、空気、水、酸の大部分などの多くの化学物質に対して不活性である。しかし、それはいくつかの強い酸化剤とフッ化水素酸と反応することができる。

酸化状態：ニオブの一般的な酸化状態は＋5、＋4及び＋3であり、その中で＋5は最も安定な酸化状態である。化合物の中で、酸化ニオブ（V）（NbタンタルOタンタル）はより一般的な化合物形態である。

自然界における存在
ニオブは主にニオブタンタル鉄鉱などの鉱物に存在する。これらの鉱物の中で、ニオブとタンタルはよく共存して、それらの化学的性質のためニオブタンタルは非常に似ており、鉱物形成過程で共結晶しやすい。

生産と精製
ニオブの生産は通常ニオブタンタル鉄鉱から始まる。まず、鉱石中のニオブとタンタルを濃縮するためには、複雑な選鉱プロセスを経なければならない。次に、フッ酸で鉱石を溶解し、一連の溶媒抽出、沈殿、還元などの化学的方法を用いて金属ニオブを抽出する。

使用
鉄鋼工業：ニオブは重要なマイクロ合金化元素である。鋼に少量のニオブ（一般的に0.1%未満）を添加することにより、鋼の強度、靭性、耐食性を著しく向上させることができる。例えば、建築に使用される高強度合金鋼では、ニオブは結晶粒を細分化し、鋼により良い機械的性能とより大きな圧力と張力に耐える能力を持たせることができる。

超伝導材料：いくつかのニオブ化合物は超伝導特性を持っている。例えば、ニオブチタン（Nb−Ti）合金は、最も古くから広く使用されている超伝導材料の1つである。これらの超伝導材料は低温でゼロ抵抗導電を実現することができ、磁気共鳴イメージング（MRI）装置や粒子加速器などのハイテク分野で重要な応用がある。

航空宇宙：ニオブは高融点、低密度、良好な高温強度のため、航空宇宙エンジンの部品と高温構造材料の製造に使用されている。例えば、ニオブ合金は、高温高圧の過酷な環境で安定して動作することができるジェットエンジンのタービン翼を製造するために使用することができる。