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Coltan

Elektronen-Positronenbeschleuniger
Elektronen-Positronenbeschleuniger
DESY, Hamburg;
Supraleitende Kavität zur Beschleunigung von Elektronen und Positronen; Länge der Struktur ca. 1m; hergestellt aus hochreinem Niob.
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Elektronen-Positronenbeschleuniger

DESY, Hamburg;
Supraleitende Kavität zur Beschleunigung von Elektronen und Positronen; Länge der Struktur ca. 1m; hergestellt aus hochreinem Niob.

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Niob - Verwendung

Niob wird als Legierungszusatz für rostfreie Stähle, Sonderedelstähle (z. B. Rohre für die Salzsäureproduktion) und Nichteisenlegierungen verwendet, da sich niob-legierte Werkstoffe durch eine erhöhte mechanische Festigkeit auszeichnen. Bereits in Konzentrationen von 0,01 bis 0,1 Massenprozent kann Niob in Kombination mit thermomechanischem Walzen die Festigkeit und Zähigkeit von Stahl wesentlich steigern.

Erste Versuche zur Verwendung von Niob als Legierungselement (Ersatz von Wolfram) fanden 1925 in den USA statt. Solcherart veredelte Stähle werden häufig im Rohrleitungsbau (Pipeline construction) eingesetzt.

Als starker Karbidbildner wird Niob auch in Schweißzusatzwerkstoffen zum Abbinden von Kohlenstoff zulegiert.

  • Als weitere Verwendungen sind anzuführen:

    • Anwendung in der Nukleartechnik wegen des niedrigen Einfangquerschnitts für thermische Neutronen.
    • Herstellung niobstabilisierter Schweißelektroden als Schweißzusatz für Edelstähle, Sonderedelstähle und Nickelbasislegierungen.
  • Nennenswerte Mengen werden als Ferroniob und Nickelniob in der metallurgischen Industrie zur Herstellung von Superlegierungen (Nickel-, Cobalt- und Eisenbasislegierungen) eingesetzt. Hieraus werden statische Teile für stationäre und fliegende Gasturbinen, Raketenteile und hitzebeständige Komponenten für den Ofenbau hergestellt.
  • Niob wird als Anodenmaterial in Niob-Elektrolytkondensatoren eingesetzt. Ein Oxid des Niobs, Niob(V)-oxid, besitzt eine hohe Spannungsfestigkeit. Es wird in einem sog. Formierverfahren auf der Oberfläche der Niobanode aufgebracht und dient in diesem Kondensator als Dielektrikum. Niob-Elektrolytkondensatoren stehen im Wettbewerb mit den bekannteren Tantal-Elektrolytkondensatoren.
  • Werden die Glaskolben von Halogenglühlampen außen mit z. B. Niob bedampft, wird dadurch ein Teil der Wärmestrahlung der Wolframglühwendel zurück nach innen reflektiert. Dadurch kann bei niedrigerem Energieverbrauch eine höhere Betriebstemperatur und somit größere Lichtausbeute erzielt werden.
  • Als Katalysator (z. B. bei der Salzsäureproduktion, bei der Biodiesel-Synthese und bei der Produktion von Alkoholen aus Butadien).
  • Als Kaliumniobat (chemische Verbindung aus Kalium, Niob und Sauerstoff), das als Einkristall in der Lasertechnik und für nichtlineare optische Systeme Verwendung findet und Verwendung als Elektrodenmaterial für Natriumdampf-Hochdrucklampe
  • Nioblegierungen (mit N, O, Sn, AlGe, Ge) gehören neben den drei Reinelementen Niob, Vanadium und Technetium zu den Stoffen, die Typ-II-Supraleiter sind: Die Sprungtemperaturen dieser Legierungen liegen zwischen 18,05 K (Niobzinn, Nb3Sn) und 23,2 K (Niobgermanium, Nb3Ge).
  • Bei Temperaturen unterhalb von 9,5 K ist reines Niob ein Supraleiter des Typs II. Aus Niob gefertigte supraleitende Hohlraumresonatoren werden in Teilchenbeschleunigern (u. a. XFEL und FLASH am DESY in Hamburg) eingesetzt. Zur Erzeugung hoher Magnetfelder bis etwa 20 Tesla werden dabei supraleitende Magnete mit Drähten aus Niob-Zinn und Niob-Titan eingesetzt. So werden für den experimentellen Fusionsreaktor ITER 600 t Niob-Zinn und 250 t Niob-Titan eingesetzt. Auch die supraleitenden Magnete des LHC (Large Hadron Collider (LHC, deutsche Bezeichnung Großer Hadronen-Speicherring) ist ein Teilchenbeschleuniger am Europäischen Kernforschungszentrum CERN bei Genf) bestehen aus Nioblegierungen.


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