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Niobium

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.

Données  v · d · m 
Zirconium - Niobium - Molybdène
V
Nb
Ta
 
 
 
 
41
Nb
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               

Table complète - Table étendue

Général
Nom, Symbole, Numéro Niobium, Nb, 41
Série chimique métaux de transition
Groupe, Période, Bloc 5, 5, d
Masse volumique 8570 kg/m3
Couleur Gris métallique
Propriétés atomiques
Masse atomique 92,906 38 u
Rayon atomique (calc) 145 (198) pm
Rayon de covalence 137 pm
Rayon de van der Waals ND pm
Configuration électronique [Kr]4d45s1
Électrons par niveau d'énergie 2, 8, 18, 12, 1
État(s) d'oxydation 5, 3
Oxyde Acide faible
Structure cristalline Cubique corps centré
Propriétés physiques
État ordinaire solide
Température de fusion 2750 K
Température de vaporisation 5017 K
Énergie de fusion 26,4 kJ/mol
Énergie de vaporisation 696,6 kJ/mol
Volume molaire 14,02×10-6 m3/mol
Pression de la vapeur 0,0755 Pa à 2741 K
Vélocité du son 3480 m/s à 20 °C
Divers
Électronégativité (Pauling) 1,6
Chaleur massique 265 J/(kg·K)
Conductivité électrique 6,93×106 S/m
Conductivité thermique 53,7 W/(m·K)
1er potentiel d'ionisation 652,1 kJ/mol
2e potentiel d'ionisation 2 416 kJ/mol
3e potentiel d'ionisation 3 700 kJ/mol
4e potentiel d'ionisation 4 877 kJ/mol
5e potentiel d'ionisation 9 847 kJ/mol
6e potentiel d'ionisation 12 100 kJ/mol
Isotopes les plus stables
iso AN période MD Ed MeV PD
91Nb {syn.} 680 a ε 1,253 91Zr
92Nb {syn.} 34,7×106 a β-
ε
0,356
2,006
92Mo
92Zr
93Nb 100% stable avec 52 neutrons
94Nb {syn.} 20 300 a β- 2,045 94Mo
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le niobium est un élément chimique, de symbole Nb et de numéro atomique 41. C'est un métal de transition gris, rare, mou, et ductile.

Sommaire

[modifier] Caractéristiques notables

Le niobium est un métal brillant gris, ductile qui prend une couleur bleutée lorsqu'il est exposé à l'air à température ambiante pendant une longue période. Les propriétés chimiques du niobium sont presque identiques à celles du tantale. Le métal commence à s'oxyder à l'air au-dessus d'une température de 200°C. Le minerai pyrochlore (Ca,Na)Nb2O6(OH,F) fournit la majeure partie du niobium produit.

[modifier] Histoire

Le nom dérive de Niobé, la fille de Tantale. Ce choix est dû au fait que le tantale découvert antérieurement s'est avéré par la suite être un mélange avec le niobium.

Le niobium a été découvert en 1801 par Charles Hatchett sous forme d'oxyde Nb2O5. Il l'avait baptisé « colombium ». En 1866, du niobium (relativement impur) a été préparé par Christian Wilhelm Blomstrand puis le niobium pur par Werner von Bolton en 1907.

Les États-Unis ont longtemps utilisé le nom « colombium » (symbole Cb), du district de Columbia où le minéral a été découvert. Bien que « niobium » soit le nom officiel, on trouve encore « colombium » dans diverses publications.

[modifier] Provenance

Le principal pays producteur de niobium est le Brésil, à 80% de la production mondiale, tandis qu'une seule mine située à Saint-Honoré, au Québec, Canada, compte pour 15% de la production mondiale.

[modifier] Utilisations

[modifier] En alliage

Lorsqu'on ajoute du niobium à de l'acier, on augmente la résistance et la dureté du métal. Pour des pipelines on utilise de l'acier au niobium, voire un alliage de niobium et de zirconium.

Pour les aciers à haute caractéristiques, l'adjonction bien précise de niobium, de titane et d'aluminium génère un caractère qualifié de dispersoïde. Un tel acier à dispersoïdes a une résistance améliorée (limite d'élasticité et limite de rupture, allongement, striction, résiliences) car la combinaison Ti - Al - Nb favorise l'affinement des grains. L'addition d'élément dispersoïde est très faible mais nécessite une grande précision de dosage, on parle aussi d'aciers micro-alliés.

[modifier] Aimant supraconducteur

On utilise de l'acier au niobium (60 % de niobium) et des alliages de niobium, zirconium ou étain dans des aimants supraconducteurs. L'alliage supraconducteur le plus utilisé est Nb3Ge possédant une température critique de 23K (-250°C).

[modifier] Métal d'apport pour le soudage à l'arc

On utilise des alliages de niobium, avec le zirconium, le molybdène, le vanadium, le chrome ou le tungstène comme métal d'apport pour souder à l'arc certains aciers inoxydables.

[modifier] Orthopédie

Le corps supporte bien un alliage de niobium et de titane que l'on utilise pour des implants ou dans les broches et plaques de réduction des fractures.

Niobium
Niobium

[modifier] Précautions

Les composés du Niobium se rencontrent assez rarement dans la nature, mais beaucoup d'entre eux sont hautement toxiques et doivent être traités avec attention. La poussière métallique de niobium provoque une irritation oculaire et dermique et accroît les risques d'incendie. Le niobium n'a pas de rôle biologique connu.

[modifier] Réacteurs nucléaires

Il est utilisé en alliage avec le zirconium pour les enveloppes de barre de combustible du fait de sa faible section de capture des neutrons.

[modifier] Filtres à onde de surface

Utilisent le niobiate de lithium.

[modifier] Joaillerie

Pour sa couleur bleutée.

[modifier] Aérospatiale

En alliage avec l'acier, le niobium constitue un métal très résistant et très étanche pour les fusées et les satellites envoyés dans l'espace (Apollo 11 était fait à 60 % en niobium).

[modifier] Sources

  • Louis Perron, Le Niobium, Ressources naturelles Canada
wikt:

Voir « niobium » sur le Wiktionnaire.