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Niobium
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
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.
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.
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. Dans le Nord-Kivu en République Démocratique du Congo. Madagascar devient producteur en 2008.
Utilisations
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.
Les qualités du niobium en font l'une des huit matières premières stratégiques considérées comme indispensables en temps de guerre comme en temps de paix[1].
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).
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.
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
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.
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.
Filtres à onde de surface
Utilisent le niobiate de lithium.
Joaillerie
Le niobium est avec l'or le seul métal qui se laisse forger à froid par l'artisan.Sa coloration par anodisation est similaire à celle des autres métaux réfractaires tel que le Titane. Pour plus de détail, voir http://www.archaeometry.org/interaction.htm
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 acier au niobium).
Notes et références
- ↑ Avec le germanium (électronique avancée) ; le titane (sous-marins de chasse, alliage extrêmement résistant ; magnésium (explosifs) ; platine (contacts aussi conducteurs que l'or pour l'aviation, circuits avec contacts rapides) ; mercure (chimie nucléaire, instruments de mesure) ; molybdène (acier) ; cobalt (chimie nucléaire). (Christine Ockrent, comte de Marenches, Dans le secret des princes, éd. Stock, 1986, p; 193.)
Sources
- Louis Perron, Le Niobium, Ressources naturelles Canada
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