พารามิเตอร์ทางเทคนิคของไนโอเบียม

พารามิเตอร์ทางเทคนิคของไนโอเบียม

ไนโอเบียมและแทนทาลัมมักอยู่ร่วมกัน แต่ปริมาณไนโอเบียมในเปลือกโลกอยู่ที่ประมาณ 2.4 × 10-3% ซึ่งมากกว่าแทนทาลัมสิบเท่า โดยหลักแล้วจะเกิดขึ้นในรูปของโคลัมไบท์ โดยทั่วไปความต้านทานการกัดกร่อนของไนโอเบียมจะสูงกว่าไทเทเนียมและเซอร์โคเนียม แต่ต่ำกว่าแทนทาลัมเล็กน้อย เนื่องจากไนโอเบียมมีราคาถูกกว่าแทนทาลัม จึงสามารถใช้แทนทาลัมที่มีราคาแพงกว่าในสื่อที่มีฤทธิ์กัดกร่อนบางชนิดได้ นอกจากนี้ ความหนาแน่นสัมพัทธ์ของไนโอเบียมมีเพียงประมาณครึ่งหนึ่งของแทนทาลัมเท่านั้น สำหรับส่วนประกอบที่มีขนาดเท่ากัน ปริมาณไนโอเบียมที่ต้องการจะเป็นเพียงประมาณครึ่งหนึ่งของปริมาณแทนทาลัม ซึ่งช่วยลดต้นทุนได้

เช่นเดียวกับแทนทาลัม ไนโอเบียมก่อให้เกิดโลหะต้านทานการกัดกร่อนแบบพาสซีฟ-โดยการสร้างฟิล์มออกไซด์หนาแน่นบนพื้นผิว ดังนั้น ความต้านทานการกัดกร่อนของไนโอเบียมบางครั้งอาจเข้าใกล้ความต้านทานการกัดกร่อนของแทนทาลัมได้ ไนโอเบียมส่วนใหญ่จะใช้ในกรดเข้มข้นเพื่อลดกรดที่อุณหภูมิต่ำ อย่างไรก็ตาม มันไม่ทนต่อการกัดกร่อน-ในตัวกลาง เช่น กรดไฮโดรฟลูออริก กรดซัลฟิวริกเข้มข้นแบบร้อน โซเดียมไฮดรอกไซด์ และโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ อัตราการกัดกร่อนยังค่อนข้างสูงในกรดไฮโดรคลอริกเข้มข้นร้อนและกรดฟอสฟอริกเข้มข้นร้อน ควรใช้ความระมัดระวังเมื่อใช้ไนโอเบียมในสื่อเหล่านี้ ไนโอเบียมมีจุดเดือด 4927 องศา และจุดหลอมเหลว 2468 องศา ทำให้เป็นโลหะทนไฟ ไนโอเบียมสามารถเกิดขึ้นได้ที่อุณหภูมิปานกลางระหว่าง 350 องศาถึง 400 องศา หรือที่อุณหภูมิสูงระหว่าง 950 องศาถึง 1,000 องศา สามารถอบอ่อนได้เต็มที่ที่อุณหภูมิประมาณ 1200 องศา ไนโอเบียมเริ่มออกซิไดซ์ในอากาศที่อุณหภูมิ 230 องศา และกลายเป็นออกซิไดซ์อย่างเข้มข้นที่ 300 องศา

ที่อุณหภูมิสูงกว่า 400 องศา ฟิล์มออกไซด์จะแตกตัวและหลุดออก ทำให้อัตราการเกิดออกซิเดชันเร็วขึ้นอย่างมาก ไนโอเบียมเริ่มไนไตรด์ที่ 600 องศาในอากาศ ไนโอเบียมดูดซับไฮโดรเจนในไฮโดรเจน-ซึ่งมีตัวกลางที่มีอุณหภูมิระหว่าง 250 องศาถึง 950 องศา ดังนั้น การเชื่อมและการรักษาความร้อนของไนโอเบียมควรดำเนินการในสุญญากาศหรือภายใต้การป้องกันก๊าซเฉื่อย การอบชุบด้วยความร้อนที่สูงกว่า 300 องศาควรทำในสุญญากาศ ภายใต้การป้องกันก๊าซเฉื่อย หรือภายใต้การเคลือบที่อุณหภูมิสูง- เมื่ออุปกรณ์ไนโอเบียมและภาชนะบรรจุสัมผัสกับบรรยากาศ อุณหภูมิในการทำงานโดยทั่วไปไม่ควรเกิน 230 องศา อาจใช้อุณหภูมิที่สูงขึ้นเฉพาะเมื่อไม่มีการรับประกันว่าจะสัมผัสกับบรรยากาศเท่านั้น การเชื่อมไนโอเบียมต้องใช้แผ่นป้องกันก๊าซเฉื่อยที่มีความบริสุทธิ์สูง-เช่นเดียวกับแทนทาลัม และควรวางไว้ใต้แผ่นป้องกันก๊าซเฉื่อยที่อุณหภูมิสูงกว่า 230 องศา เป็นการดีที่สุดที่จะหยุดการจ่ายก๊าซเฉื่อยหลังจากที่การเชื่อมไนโอเบียมเย็นลงเหลือต่ำกว่า 200 องศา

ไนโอเบียมมีการใช้งานบางอย่างในภาชนะรับความดัน แต่ไม่มีมาตรฐานที่เป็นทางการสำหรับภาชนะไนโอเบียม ไนโอเบียมบริสุทธิ์ส่วนใหญ่จะใช้ในภาชนะรับความดัน การเพิ่มเซอร์โคเนียมประมาณ 1% สามารถเพิ่มความแข็งแรงได้ แต่จะช่วยลดความต้านทานการกัดกร่อนและความเหนียวได้เล็กน้อย

มาตรฐานไนโอเบียมของจีน
หมายเลขมาตรฐาน ชื่อมาตรฐาน
GB/T3630-1983 แผ่นไนโอเบียม แถบ และฟอยล์
GB/T14842-1993 ท่อไนโอเบียมไม่มีรอยต่อ
GB/T8183-1987 แทนทาลัมและฟอยล์โลหะผสมแทนทาลัม
GB/T6869-1998 แถบไนโอเบียม

มาตรฐานไนโอเบียมของสหรัฐอเมริกา
หมายเลขมาตรฐาน ชื่อมาตรฐาน
ASTM B393-2003 แผ่น แผ่น และแถบไนโอเบียม
ASTM B392-2003 แท่งและลวดไนโอเบียม
ASTM B394-2003 ท่อไร้รอยต่อและรอยเชื่อมของไนโอเบียม