Sobre o Nióbio
O nióbio é um metal de transição macio, cinza e dúctil, frequentemente encontrado nos minerais pirocloro (a principal fonte comercial de nióbio) e columbita.
Resumo
| Elemento | Nióbio |
| Número atômico | 41 |
| Categoria do elemento | Metal de transição |
| Fase em STP | Sólido |
| Densidade | 8,57 g/cm3 |
| Resistência à tração | 275 MPa |
| Força de rendimento | 70 MPa |
| Módulo de elasticidade de Young | 105 GPa |
| Escala de Mohs | 6 |
| Dureza Brinell | 740 MPa |
| Dureza Vickers | 1300 MPa |
| Ponto de fusão | 2477 °C |
| Ponto de ebulição | 4744 °C |
| Condutividade térmica | 53,7 W/mK |
| Coeficiente de Expansão Térmica | 7,3 µm/mK |
| Calor específico | 0,26 J/gK |
| Calor de fusão | 26,4 kJ/mol |
| Calor da vaporização | 682 kJ/mol |
| Resistividade elétrica [nanoOhm meter] | 152 |
| Suscetibilidade Magnética | N/D |
O consumo de nióbio é dominado por seu uso como aditivo para aços de baixa liga de alta resistência e aços inoxidáveis para oleodutos e gasodutos, carrocerias de carros e caminhões, requisitos arquitetônicos, aços ferramenta, cascos de navios, ferrovias. No entanto, existem várias outras aplicações para o metal nióbio e seus compostos. Embora o nióbio tenha muitas aplicações, a maioria é usada na produção de aço estrutural de alta qualidade. A segunda maior aplicação do nióbio é em superligas à base de níquel. As ligas de nióbio-estanho são usadas como ímãs supercondutores. Os preços das matérias-primas mudam diariamente. Eles são impulsionados principalmente pela oferta, demanda e preços de energia. Em 2019, os preços do Nióbio puro estavam em torno de 180 $/kg. Em geral, o nióbio é encontrado sempre junto com tântalo, manganês e ferro. Os minérios foram quebrados, moídos e refinados por separação por gravidade ou flotação. O minério de nióbio é posteriormente purificado por tratamento químico subsequente, dependendo da técnica utilizada, o concentrado de nióbio está disponível como óxido, sal ou cloreto. Das 44500 toneladas de nióbio extraídas em 2006, estima-se que 90% foi usado em aço estrutural de alta qualidade. A segunda maior aplicação são as superligas. Fonte: www.luciteria.com
Na mecânica dos materiais, a resistência de um material é sua capacidade de suportar uma carga aplicada sem falha ou deformação plástica. A resistência dos materiais considera basicamente a relação entre as cargas externas aplicadas a um material e a deformação resultante ou alteração nas dimensões do material. Ao projetar estruturas e máquinas, é importante considerar esses fatores, para que o material selecionado tenha resistência adequada para resistir às cargas ou forças aplicadas e manter sua forma original. A resistência de um material é a sua capacidade de suportar esta carga aplicada sem falha ou deformação plástica. Para tensão de tração, a capacidade de um material ou estrutura de suportar cargas que tendem a se alongar é conhecida como resistência à tração final (UTS). O limite de escoamento ou tensão de escoamento é a propriedade do material definida como a tensão na qual um material começa a se deformar plasticamente, enquanto o ponto de escoamento é o ponto onde a deformação não linear (elástica + plástica) começa. Veja também: Resistência dos Materiais A resistência à tração final do Nióbio é de 275 MPa. O limite de escoamento do Nióbio é de 70 MPa. O módulo de elasticidade de Young do Nióbio é de 70 MPa. Na ciência dos materiais, a dureza é a capacidade de suportar o recuo da superfície (deformação plástica localizada) e arranhões. O teste de dureza Brinell é um dos testes de dureza de indentação, que foi desenvolvido para testes de dureza. Nos testes Brinell, um penetrador esférico duro é forçado sob uma carga específica na superfície do metal a ser testado. A dureza Brinell do Nióbio é de aproximadamente 740 MPa. O método de teste de dureza Vickers foi desenvolvido por Robert L. Smith e George E. Sandland na Vickers Ltd como uma alternativa ao método Brinell para medir a dureza dos materiais. O método de teste de dureza Vickers também pode ser usado como um método de teste de microdureza , que é usado principalmente para peças pequenas, seções finas ou trabalhos de profundidade de caixa. A dureza Vickers do Nióbio é de aproximadamente 1300 MPa. A dureza ao risco é a medida de quão resistente uma amostra é à deformação plástica permanente devido ao atrito de um objeto pontiagudo. A escala mais comum para este teste qualitativo é a escala de Mohs, que é usada em mineralogia. A escala Mohs de dureza mineral é baseada na capacidade de uma amostra natural de mineral riscar visivelmente outro mineral. O Nióbio tem uma dureza de aproximadamente 6. Veja também: Dureza dos Materiais Uma possível estrutura cristalina do Nióbio é a estrutura cúbica de corpo centrado. Nos metais e em muitos outros sólidos, os átomos estão dispostos em arranjos regulares chamados cristais. Uma rede cristalina é um padrão repetitivo de pontos matemáticos que se estende por todo o espaço. As forças de ligação química causam essa repetição. É esse padrão repetido que controla propriedades como força, ductilidade, densidade, condutividade (propriedade de conduzir ou transmitir calor, eletricidade, etc.) e forma. Existem 14 tipos gerais de tais padrões conhecidos como reticulados de Bravais. Veja também: Estrutura Cristalina de Materiais
O ponto de fusão do Nióbio é 2477 °C. O ponto de ebulição do Nióbio é 4744 °C. Observe que esses pontos estão associados à pressão atmosférica padrão. A condutividade térmica do Nióbio é 53,7 W/(m·K). As características de transferência de calor de um material sólido são medidas por uma propriedade chamada condutividade térmica, k (ou λ), medida em W/mK. É uma medida da capacidade de uma substância de transferir calor através de um material por condução. Observe que a lei de Fourier se aplica a toda matéria, independentemente de seu estado (sólido, líquido ou gasoso), portanto, também é definida para líquidos e gases. O coeficiente de expansão térmica linear de Nióbio é de 7,3 µm/(m·K). A expansão térmica é geralmente a tendência da matéria de mudar suas dimensões em resposta a uma mudança na temperatura. Geralmente é expresso como uma mudança fracionária no comprimento ou volume por unidade de mudança de temperatura. O calor específico do Nióbio é 0,26 J/gK. A capacidade calorífica é uma propriedade extensiva da matéria, o que significa que é proporcional ao tamanho do sistema. A capacidade calorífica C tem a unidade de energia por grau ou energia por kelvin. Ao expressar o mesmo fenômeno como uma propriedade intensiva, a capacidade calorífica é dividida pela quantidade de substância, massa ou volume, portanto a quantidade é independente do tamanho ou extensão da amostra. O calor latente de fusão do Nióbio é 26,4 kJ/mol. O calor latente de vaporização do Nióbio é 682 kJ/mol. Calor latente é a quantidade de calor adicionada ou removida de uma substância para produzir uma mudança de fase. Essa energia quebra as forças atrativas intermoleculares e também deve fornecer a energia necessária para expandir o gás (o pΔV trabalho). Quando o calor latente é adicionado, nenhuma mudança de temperatura ocorre. A entalpia de vaporização é uma função da pressão na qual essa transformação ocorre.
A propriedade elétrica refere-se à resposta de um material a um campo elétrico aplicado. Uma das principais características dos materiais é sua capacidade (ou falta de capacidade) de conduzir corrente elétrica. De fato, os materiais são classificados por essa propriedade, ou seja, são divididos em condutores, semicondutores e não condutores. Veja também: Propriedades Elétricas A propriedade magnética refere-se à resposta de um material a um campo magnético aplicado. As propriedades magnéticas macroscópicas de um material são conseqüência das interações entre um campo magnético externo e os momentos de dipolo magnético dos átomos constituintes. Diferentes materiais reagem à aplicação do campo magnético de forma diferente. Veja também: Propriedades Magnéticas
A resistividade elétrica do Nióbio é 152 nΩ⋅m. A condutividade elétrica e seu inverso, a resistividade elétrica, é uma propriedade fundamental de um material que quantifica como o nióbio conduz o fluxo de corrente elétrica. A condutividade elétrica ou condutância específica é o recíproco da resistividade elétrica. A suscetibilidade magnética do Nióbio é N/A. No eletromagnetismo, a suscetibilidade magnética é a medida da magnetização de uma substância. A suscetibilidade magnética é um fator de proporcionalidade adimensional que indica o grau de magnetização do Nióbio em resposta a um campo magnético aplicado.
Aplicações de Nióbio
Produção e preço do Nióbio
Propriedades Mecânicas do Nióbio
Força do Nióbio
Resistência à tração final do Nióbio
Força de rendimento de Nióbio
Módulo de Elasticidade do Nióbio
Dureza do Nióbio
Nióbio – Estrutura Cristalina
Estrutura Cristalina de Nióbio
Força dos Elementos
Elasticidade dos Elementos
Dureza dos Elementos
Propriedades Térmicas do Nióbio
Nióbio – Ponto de fusão e ponto de ebulição
Nióbio – Condutividade Térmica
Coeficiente de Expansão Térmica do Nióbio
Nióbio – Calor Específico, Calor Latente de Fusão, Calor Latente de Vaporização
Ponto de fusão dos elementos
Condutividade Térmica dos Elementos
Expansão Térmica dos Elementos
Capacidade de Calor dos Elementos
Calor de Fusão de Elementos
Calor de Vaporização dos Elementos
Nióbio – Resistividade Elétrica – Suscetibilidade Magnética
Resistividade Elétrica do Nióbio
Suscetibilidade Magnética do Nióbio
Resistividade Elétrica dos Elementos
Suscetibilidade Magnética dos Elementos
Outras propriedades do Nióbio
