Supravadoši lietojumi
Jau sen ir atklāts, ka temperatūrai noslīdot tuvu absolūtajai nullei, dažu vielu ķīmiskās īpašības strauji mainās, kļūstot par "supravadītāju" gandrīz bez pretestības. Temperatūru, kurā vielai sāk parādīties šī vienreizējā "supravadītāja" īpašība, sauc par kritisko temperatūru. Lieki piebilst, ka dažādu vielu kritiskā temperatūra nav vienāda.
Ziniet, īpaši zemas temperatūras ir grūti sasniegt, un cilvēki par tām maksā milzīgu cenu, un, jo tuvāk tuvojaties absolūtajai nullei, jo lielāka cena jums ir jāmaksā. Tāpēc mūsu prasība attiecībā uz supravadošām vielām, protams, ir tāda, ka jo augstāka ir kritiskā temperatūra, jo labāk.
Ir daudz elementu ar supravadošām īpašībām, un niobijam ir visaugstākā kritiskā temperatūra. No niobija izgatavoti sakausējumi, kuru kritiskā temperatūra absolūtā temperatūrā ir līdz 18,5 līdz 21 grādam, šobrīd ir vissvarīgākie supravadošie materiāli.
Reiz cilvēki veica šādu eksperimentu: metāla niobija gredzens, kas bija auksts līdz supravadītājam, savienots ar elektrisko strāvu un pēc tam atvienots no strāvas, un pēc tam aizvēra visu instrumentu komplektu, lai temperatūra būtu zema. Pēc divarpus gadiem cilvēki ieslēdza instrumentu un konstatēja, ka strāva niobija gredzenā joprojām plūst, un strāvas stiprums bija gandrīz tāds pats kā elektrības pieslēgšanas brīdī!
No šī eksperimenta var redzēt, ka supravadošie materiāli gandrīz nezaudē strāvu. Ja elektrības pārvadīšanai izmantojat supravadošu kabeli, jo tam nav pretestības, tad, kad strāva iet cauri, enerģijas zudumi nebūs, tāpēc pārvades efektivitāte ievērojami uzlabosies.
Kāds ir projektējis ātrgaitas maglev vilcienu, kuram uz riteņiem uzstādīti supravadošie magnēti, lai viss vilciens varētu nopeldēt pa sliežu ceļu kādus desmit centimetrus. Tādā veidā vairs nav berzes starp vilcienu un sliežu ceļu, samazinot pretestību virzībai uz priekšu. Maglev vilciens, kas pārvadā 100 cilvēkus, var sasniegt ātrumu vairāk nekā 500 kilometru stundā, izmantojot tikai 100 zirgspēkus.
Ar 20-kilometru garu niobija-skārda siksnu, kas aptīta ap riteņa atloku ar 1,5 metru diametru, tinumi spēj radīt spēcīgu un stabilu magnētisko lauku, kas ir pietiekami, lai paceltu 122 kg smagumu un levitētu. tas atrodas magnētiskā lauka telpā. Ja šo magnētisko lauku izmantotu kodolsintēzes reakcijā un jaudīgo kodolsintēzes reakciju varētu kontrolēt, mums būtu iespējams nodrošināt lielu un gandrīz nebeidzamu lētas elektroenerģijas piegādi.
Līdzstrāvas ģenerators kādreiz tika izgatavots no niobija-titāna supravadoša materiāla. Tam ir daudz priekšrocību, piemēram, mazs izmērs, viegls svars, zemas izmaksas, un tas ģenerē simts reizes vairāk elektroenerģijas nekā parastie tāda paša izmēra ģeneratori.
Supersakausējumi
Liela daļa no pasaulē iegūtā niobija tiek izmantota tīrā metāla stāvoklī vai augstas tīrības pakāpes ferroniobija un niobija-niķeļa sakausējumu veidā niķeļa, hroma un dzelzs bāzes supersakausējumu ražošanai. Šos sakausējumus izmanto reaktīvos dzinējos, gāzes turbīnu dzinējos, raķešu komponentos, turbokompresoros un karstumizturīgos sadedzināšanas iekārtās. Niobijs veido fāzi supersakausējumu graudu struktūrā. Šie sakausējumi parasti satur līdz 6,5% niobija. Inconel 718 sakausējums ir viens no niobija saturošajiem sakausējumiem uz niķeļa bāzes ar 50% niķeļa, 18,6% hroma, 18,5% dzelzs, 5% niobija, 3,1% molibdēna, 0,9% titāna un 0,4% alumīnija. Lietojumprogrammas ietver izmantošanu kā augstas klases lidmašīnas korpusa materiālu, piemēram, programmu Gemini.
Sakausējumi uz niobija bāzes
C-103 ir niobija sakausējums, kas satur 89% niobija, 10% hafnija un 1% titāna, un to var izmantot šķidro raķešu dzinēju sprauslās, piemēram, Apollo Mēness moduļa galvenajā dzinējā. Apollo servisa modulis izmanto citu niobija sakausējumu. Tā kā niobijs sāk oksidēties virs 400 grādiem, tā virsmai ir jāuzklāj aizsargpārklājums, lai tas nekļūtu trausls.
Medicīnas pielietojumi
Niobijs ieņem nozīmīgu vietu arī ķirurģiskajā ārstēšanā, to var ne tikai izmantot medicīnisko ierīču ražošanā, bet arī ir labs "bioloģiskās adaptācijas materiāls", jo tam ir lieliska izturība pret koroziju, tas nesadarbosies ar dažādām šķidrām vielām cilvēka organismā. , un gandrīz pilnībā nebojā organismu ķermeņa audus, var pielāgot jebkurai sterilizācijas metodei, tāpēc var ilgstoši kombinēt ar organiskajiem audiem un nekaitīgi uzturēties cilvēka organismā.