поддержка
проекта:
разместите на своей странице нашу кнопку!И мы
разместим на нашей странице Вашу кнопку или ссылку. Заявку прислать на
e-mail
Статистика
К 1925 году относятся первые попытки использовать ниобий в качестве
легирующего элемента: в США были проведены исследования по замене им
вольфрама, содержащегося в быстрорежущей стали. Эти опыты оказались
неудачными, но важно было другое: ниобий попал в поле зрения
металлургов.
В 1930 году общий мировой запас изделий из ниобия (листов, проволоки и
т. д.) составлял всего... 10 килограммов. Но вскоре пришло признание, а
вместе с ним резко возросло и производство этого металла. Ниобий сумел
доказать, что он с полным правом может быть назван "витамином" стали.
Присадка его к хромистой стали улучшала ее пластичность, увеличивала
коррозионную стойкость. Было установлено, что введение в нержавеющую
сталь ниобия (до 1%) предотвращает выделение карбидов хрома по границам
зерен и, следовательно, устраняет межкристаллитную коррозию. Добавка его
к конструкционным сталям значительно повышает сопротивление удару при
пониженных температурах; сталь приобретает способность легко выдерживать
переменные нагрузки, что имеет большое значение, например, в
авиастроении.
Важную роль было суждено сыграть ниобию в сварочном деле. До тех пор,
пока сварке подвергали лишь обычные стали, никаких трудностей этот
процесс не представлял. Но когда сварщикам пришлось иметь дело со
специальными легированными сталями сложного химического состава,
например, с нержавеющей, оказалось, что сварной шов теряет многие ценные
свойства, которыми обладает свариваемый металл. Как улучшить качество
шва? Пробовали изменить конструкцию сварочного аппарата - не помогло.
Меняли состав электродов - безуспешно. Пытались вести сварку в атмосфере
инертных газов - никакого эффекта. Вот тут-то на помощь пришел ниобий.
Сталь, в которую был введен этот элемент, можно было сваривать, не
беспокоясь о качестве шва: он ни в чем не уступал соседним слоям
металла, не подвергавшимся сварке.
До последнего времени большие трудности возникали при необходимости
получить прочное соединение тугоплавких металлов, например, ниобия с
молибденом. Выручила... пустота. Оказалось, что в вакууме температура
плавления многих веществ значительно ниже, чем в обычных условиях.
Ученые не замедлили воспользоваться этим обстоятельством, чтобы
преодолеть "барьер несовместимости": сварка тугоплавких металлов в
вакууме дала отличные результаты.
Как легирующий элемент ниобий широко известен в цветной металлургии.
Так, алюминий, легко растворяющийся в щелочах, не реагирует с ними, если
в него ввести всего 0,05% ниобия. Медь и ее сплавы при добавке этого
элемента приобретают твердость, титан, молибден и цирконий становится
более прочным и жаростойким. При низких температурах многие сплавы и
стали хрупки, как стекло. Оказалось, что ниобий в
состоянии избавить их от этого недостатка. Добавка всего 0,7% ниобия
позволяет металлу сохранять свою прочность даже при
восьмидесятиградусных морозах. Это качество особенно важно для деталей
реактивных самолетов, летающих на больших высотах.
Сам ниобий "охотно" вступает в союз с другими элементами. Когда
американская фирма "Вестингхауз" выпустила партию якобы сверхчистого
ниобия, заказчики были весьма удивлены, что он не плавится при
температурах выше 2500°С, хотя температура плавления чистого ниобия
2468°С. Лабораторный анализ помог установить, что в этом "сверхчистом"
ниобии содержались небольшие количества циркония. Так был открыт
сверхжаростойкий ниобиевоциркониевый сплав.
Ряд ценных качеств придают ниобию и добавки других металлов. Вольфрам
и молибден повышают теплостойкость металлического ниобия, алюминий
делает его прочнее, медь значительно улучшает его электропроводность.
Чистый ниобий проводит электрический ток в восемь, раз хуже, чем медь.
Сплав же ниобия с 20% меди обладает высокой электропроводностью и при
этом он вдвое прочнее и тверже чистой меди. В союзе с танталом ниобий
способен противостоять серной и соляной кислотам даже при 100°С.
Ниобий - незаменимая составная часть сплавов для рабочих лопаток турбин
реактивных двигателей, где металл должен сохранять свою прочность при
высоких температурах. Из ниобийсодержащих сплавов и чистого ниобия
изготовлены некоторые детали сверхзвуковых самолетов, космических ракет,
искусственных спутников Земли.
Еще каких-нибудь несколько лет назад явлением сверхпроводимости
интересовались только физики. Сейчас сверхпроводимость уже перешагнула
границы лабораторий и начинает вторгаться в технику, где для ее
практического применения открываются широкие перспективы. В чем же
сущность этого явления?
Более полувека назад было обнаружено, что при очень низких температурах
в некоторых металлах, сплавах и химических соединениях ток начинает
протекать без всяких потерь - сопротивление исчезает. Но для этого
металл нужно охладить почти до абсолютного нуля, т. е. - 273°С. Из всех
известных науке материалов наиболее высокой (если только здесь уместен
этот термин), а значит, и наиболее легко достижимой температурой
перехода в сверхпроводящее состояние (18°К, или-255°С) характеризуется
станнид ниобия - соединение ниобия с оловом. Сверхпроводящие магнитные
катушки, изготовленные из сплавов этих элементов, создают колоссальные
магнитные поля. Магнит диаметром 16 сантиметров и высотой 11
сантиметров, в котором обмоткой служит лента из такого сплава, способен
создать поле напряженностью в 100 тысяч эрстед (для сравнения укажем,
что напряженность магнитного поля Земли составляет всего несколько
эрстед).
