Specifica chiave
Il niobio (Nb) è un metallo di transizione morbido, grigio e duttile con elevata resistenza alla corrosione ed eccellenti proprietà di resistenza, che lo rendono ideale per varie applicazioni, in particolare nei campi aerospaziale, elettronico e medico.
Il niobio (Nb) è un elemento chimico con numero atomico 41. È un metallo di transizione brillante, grigio, duttile e paramagnetico che si trova nel Gruppo 5 della tavola periodica. È apprezzato per la sua combinazione unica di proprietà, in particolare la superconduttività, l'alto punto di fusione e l'eccezionale resistenza alla corrosione.
Proprietà fisiche
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Proprietà fisiche |
Dati |
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Densità |
8,57 g/cm³ |
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Punto di fusione |
2.477 gradi (4.491 gradi F) |
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Punto di ebollizione |
4.744 gradi (8.587 gradi F) |
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Conducibilità termica: |
53 W/m·K a 300 K |
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Resistività elettrica: |
150 nΩ·m (a 20 gradi) |
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Modulo di elasticità |
105 GPa |
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Rapporto di Poisson |
0.38 |
Proprietà meccaniche
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Proprietà meccaniche |
Dati |
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Resistenza alla trazione |
~500-1.200 MPa (dipende dalla lega e dal trattamento termico) |
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Forza di snervamento |
~250-700MPa |
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Allungamento |
Durezza Vickers ~120–300 HV (dipende dalla lega) |
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Modulo di Young |
~30-50% (dipende dalla lega) |
Proprietà chimiche
Resistenza alla corrosione
Il niobio è altamente resistente all'attacco di acidi, alcali e acqua di mare, anche a temperature elevate.
Resistenza all'ossidazione
Il niobio forma sulla sua superficie un ossido stabile (Nb₂O₅), che lo protegge da ulteriore ossidazione.
Proprietà termiche
Conducibilità termica
53 W/m·K (a temperatura ambiente)
Calore specifico
0,24 J/g·K (circa)
Coefficiente di dilatazione termica
7,3 × 10⁻⁶/ grado (a 25 gradi)
Proprietà elettriche
● Conduttività elettrica: 2,5 × 10⁶ S/m (per Nb puro)
● Resistività: 0,0000017 Ω·m (per Nb puro)
Resistenza alla corrosione
Il niobio è altamente resistente alla corrosione, soprattutto negli acidi come l'acido solforico e nitrico, nonché negli alcali e altri prodotti chimici aggressivi.
Forma uno strato di ossido stabile (Nb₂O₅) che fornisce un'ulteriore protezione contro la corrosione.
Proprietà magnetiche
● Suscettibilità magnetica: Il niobio è paramagnetico, il che significa che è debolmente attratto dai campi magnetici.
Non mostra ferromagnetismo o superconduttività nel suo stato normale ma può diventare superconduttivo a temperature molto basse.
Superconduttività
Il niobio diventa un superconduttore al di sotto della sua temperatura critica di 9,25 K. Ciò lo rende molto prezioso nelle applicazioni che coinvolgono magneti superconduttori, come nelle macchine per la risonanza magnetica e negli acceleratori di particelle.
Leghe
Il niobio è spesso legato ad altri metalli come titanio, zirconio e stagno per migliorarne le proprietà. Alcune leghe chiave includono:
Niobio-titanio (NbTi)
Ampiamente usato nei magneti superconduttori.
Niobio-zirconio (NbZr)
Utilizzato in applicazioni ad alta-temperatura come i motori a reazione.
Leghe di acciaio al niobio
Utilizzato per rinforzare l'acciaio per applicazioni strutturali.
Applicazioni
● Aerospaziale:Utilizzato nella produzione di ugelli per razzi, motori a reazione e scudi termici grazie al suo elevato punto di fusione e alla resistenza alle alte temperature.
● Elettronica:Utilizzato nei magneti superconduttori, nei condensatori e nella produzione di leghe a base di niobio-per applicazioni elettroniche.
● Medicina:Impiantato nel corpo umano in quanto biocompatibile, utilizzato per protesi, componenti di pacemaker e materiali dentali.
● Leghe:Il niobio è comunemente utilizzato nella produzione di acciai ad alta-resistenza (ad esempio, nell'acciaio strutturale per ponti) e di superleghe
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