Ниобий

Где используется

Металлургия выпускает продукцию двух категорий: ниобий как металл (чистота от 99%) и сплавы – с молибденом, цирконием, вольфрамом, углеродом.

Металлурги передают продукт химикам, атомщикам, электронщикам, строителям самолетов, ракет.

Это проверенный легирующий компонент. От долей до нескольких процентов к составу разительно улучшают параметры продукции из сталей и сплавов:

• 0,05% ниобия делают алюминиевые материалы «равнодушными» к щелочам.
• 20% – увеличивают электропроводность, прочность меди.

Основные сферы использования металла:

• Конструкции летательных аппаратов.
• Трубы для передачи, контейнеры для хранения «агрессивных» материалов.
• Огнеупоры, специальные сорта стекла, керамики.
• Оболочки сердечников ядерных реакторов.
• Конденсаторы для электронной промышленности.
• Сверхпроводники (соединения ниобия с германием, титаном).

Сплав металла с серебром идет на коллекционные монеты, выпускаемые Центральными банками нескольких стран.

Применение

Применение и производство ниобия быстро возрастают, что обусловлено сочетанием таких его свойств, как тугоплавкость, малое сечение захвата тепловых нейтронов, способность образовывать жаропрочные, сверхпроводящие и др. сплавы, коррозионная стойкость, геттерные свойства, низкая работа выхода электронов, хорошие обрабатываемость давлением на холоде и свариваемость. Основные области применения ниобия: ракетостроение, авиационная и космическая техника, радиотехника, электроника, химическое аппаратостроение, атомная энергетика.

Применение металлического ниобия

• Из чистого ниобия или его сплавов изготовляют детали летательных аппаратов; оболочки для урановых и плутониевых тепловыделяющих элементов; контейнеры и трубы для жидких металлов; детали электролитических конденсаторов; «горячую» арматуру электронных (для радарных установок) и мощных генераторных ламп (аноды, катоды, сетки и др.); коррозионноустойчивую аппаратуру в химической промышленности.
• Ниобием легируют другие цветные металлы, в том числе уран. Например, алюминий, если в него ввести всего 0,05 % ниобия, совсем не реагирует со щелочами, хотя в обычных условиях он в них растворяется. Сплав ниобия с 20 % меди обладает высокой электропроводностью и при этом он вдвое твёрже и прочнее чистой меди.
• Ниобий применяют в криотронах — сверхпроводящих элементах вычислительных машин. Ниобий также известен тем, что он используется в ускоряющих структурах большого адронного коллайдера.
• Ниобий и тантал используют для производства электролитических конденсаторов высокой удельной ёмкости. Тантал позволяет производить более качественные конденсаторы, чем металлический ниобий. Однако конденсаторы на основе оксида ниобия наиболее надёжны и устойчивы к возгоранию.
• Австрия, Британские Виргинские Острова, Канада, Латвия, Либерия, Люксембург, Палау и Сьерра-Леоне выпускают биметаллические памятные монеты с использованием ниобия.

• €25 «700 лет городу Халль в Тироле»
• €25 «150-летие Альпийской железной дороге»
• €25 «50 лет телевидению»

• €25 «Бионика»

Интерметаллиды и сплавы ниобия

• Станнид Nb3Sn (станнид триниобия, известный также как сплав ниобий-олово), германид Nb3Ge (германийтриниобий), нитрид NbN и сплавы ниобия с титаном (ниобий-титан) и цирконием применяются для изготовления сверхпроводящих соленоидов. Так, обмотки сверхпроводящих магнитов Большого адронного коллайдера изготовлены из 1200 тонн кабеля из сплава ниобий-титан.
• Ниобий и сплавы с танталом во многих случаях заменяют тантал, что даёт большой экономический эффект (ниобий дешевле и почти вдвое легче, чем тантал).
• Феррониобий вводят (до 0,6 % ниобия) в нержавеющие хромоникелевые стали для предотвращения их межкристаллитной коррозии (в том числе той, которая иначе началась бы после сварки нержавейки) и разрушения и в стали др. типов для улучшения их свойств.
• Ниобий используется при чеканке коллекционных монет. Так, Банк Латвии утверждает, что в коллекционных монетах достоинством 1 лат наряду с серебром используется ниобий.

Применение соединений ниобия

• Nb2O5 — катализатор в химической промышленности;
• в производстве огнеупоров, керметов, специальных стёкол, нитрид, карбид, ниобаты.
• Карбид ниобия (т. пл. 3480 °C) в сплаве с карбидом циркония и карбидом урана-235 является важнейшим конструкционным материалом для тепловыделяющих элементов твердофазных ядерных реактивных двигателей.
• Нитрид ниобия NbN используется для производства тонких и ультратонких сверхпроводящих плёнок с критической температурой от 5 до 10 К с узким переходом, порядка 0,1 К.

Сверхпроводящие материалы первого поколения

• Один из активно применяемых сверхпроводников (температура сверхпроводящего перехода 9,25 К). Соединения ниобия имеют температуру сверхпроводящего перехода до 23,2 К (Nb3Ge).
• Наиболее часто используемые промышленные сверхпроводники — NbTi и Nb3Sn.
• Ниобий используется также в магнитных сплавах.
• Применяется как легирующая добавка.
• Нитрид ниобия используется для производства сверхпроводящих болометров.
• Исключительная стойкость ниобия и его сплавов с танталом в перегретом паре цезия-133 делает его одним из наиболее предпочтительных и дешёвых конструкционных материалов для термоэмиссионных генераторов большой мощности.

использовать

Сверхпроводящий резонатор из ниобия высокой чистоты для лазера на свободных электронах в DESY .

Ниобий используется в качестве легирующей добавки для нержавеющих сталей, специальных нержавеющих сталей (например, труб для производства соляной кислоты) и цветных сплавов, поскольку легированные ниобием материалы характеризуются повышенной механической прочностью. Даже в концентрациях от 0,01 до 0,1 процента по массе ниобий в сочетании с термомеханической прокаткой может значительно повысить прочность и ударную вязкость стали. Первые попытки использовать ниобий в качестве легирующего элемента (замены вольфрама ) были предприняты в США в 1925 году. Обработанные таким образом стали часто используются при строительстве трубопроводов. В качестве сильного карбидообразователя ниобий также добавляют в сварочные материалы для связывания углерода.

Монета Австрия штамп 25 евро биметаллических с сердцевиной ниобия.

Другое использование:

• Применение в ядерной технологии из – за низкий сечение захвата для тепловых нейтронов .
• Производство сварочных электродов, стабилизированных ниобием, в качестве присадочных материалов для нержавеющих сталей , специальных нержавеющих сталей и сплавов на никелевой основе .
• Из-за своего голубоватого цвета он используется для пирсинга ювелирных изделий и изготовления ювелирных украшений.
• В алюминиевых сплавах он используется для производства легких, но жестких компонентов и транспортных средств, таких как обода велосипедов.
• В случае монет с ниобием (биметаллические монеты) цвет ядра ниобия может сильно различаться из-за физических процессов (например, для монет за 25 евро из Австрии).

Черная часть сопла ракеты изготовлена ​​из ниобий-титанового сплава.

• Значительные количества феррониобов и ниобов никеля используются в металлургической промышленности для производства жаропрочных сплавов (никель, кобальт и сплавы на основе железа). Из него изготавливаются статические детали для стационарных и летающих газовых турбин, детали ракет и жаропрочные детали для печного строительства.
• Ниобий используется в качестве анодного материала в ниобиевых электролитических конденсаторах . Оксид ниобия, оксид ниобия (V), обладает высокой диэлектрической прочностью. Он наносится на поверхность ниобиевого анода в так называемом процессе формования и служит диэлектриком в этом конденсаторе. Ниобиевые электролитические конденсаторы конкурируют с более популярными танталовыми электролитическими конденсаторами .
• Стеклянные колбы галогенных ламп снаружи с буквой z. B. niobium, часть теплового излучения вольфрамовой нити отражается обратно внутрь. В результате может быть достигнута более высокая рабочая температура и, следовательно, большая световая отдача при меньшем потреблении энергии.
• В качестве катализатора (например, при производстве соляной кислоты, при синтезе биодизельного топлива и при производстве спиртов из бутадиена).
• Как ниобат калия (химическое соединение калия, ниобия и кислорода), который используется в качестве монокристалла в лазерной технологии и для нелинейных оптических систем.
• Использование в качестве электродного материала для
• Сверхпроводимость : При температурах ниже 9,5 К, чистый ниобий является типом II , сверхпроводник сплавы ниобия (с N, O, Sn, Alge, Ge) принадлежит к. Типу II веществ в дополнении к чистым элементам ниобию, ванадий и технеций -Superconductors является : Температура перехода этих сплавов составляет от 18,05 К ( ниобий-олово Nb ₃ Sn) до 23,2 К ( ниобий-германий Nb ₃ Ge). Сверхпроводящие объемные резонаторы из ниобия используются в ускорителях частиц (включая XFEL и в DESY в Гамбурге). – Для создания сильных магнитных полей до 20 Тесла используются сверхпроводящие магнитные катушки с проводами из ниобий-олова или ниобий-титана, например Б. в термоядерном реакторе ИТЭР 600 т ниобий-олово и 250 т ниобий-титан. Катушки сверхпроводящего магнита LHC также сделаны из сплавов ниобия.
• Благодаря своей биосовместимости ниобий используется для поверхностного покрытия имплантатов.
• Чтобы противодействовать межкристаллитной коррозии , ниобий используется в качестве легирующего элемента в хромистых сталях. Для этого он должен присутствовать как минимум в двенадцатикратной концентрации углерода. Ниобий образует карбиды быстрее, чем хром. Следовательно, не происходит образования богатых хромом карбидов, что означало бы, что обедненные хромом области развиваются в другом месте структуры.

Что делают из ниобия

Продукцию из ниобия и его сплавов потребляют:

• электронная промышленность;
• авиация;
• ядерная физика;
• металлургия.

Применение свойства сверхпроводимости в томографии, исследованиях на аппаратах МРТ в медицине помогают медикам в раннем обнаружении болезней.

Охлаждение квантовых компьютеров, кабели для Большого адронного коллайдера, огнеупоры, ТВЭЛы для ядерных устройств — везде работает наш герой и его сплавы.

Рекомендуем: ВОЛЬФРАМ — самый тугоплавкий металл

Возможно применение металла в ювелирной промышленности. Его оксидные пленки, полученные с помощью электролиза, имеют множество ярких цветов; все зависит от электролита и температуры.

Интересно: несколько стран выпускают коллекционные монеты с сердцевиной, анодированной разноцветными сплавами ниобия.

Легирующие свойства металла придают сплавам тугоплавкость, прочность, устойчивость к коррозии.

Физикам-экспериментаторам не обойтись без соединений ниобия (химические формулы NbN, Nb3Sn, Nb3Ge, NbTi) — они обладают сверхпроводимостью.

История

Чарльз Хэтчетт идентифицировал элемент колумбий в минерале, обнаруженном в Коннектикуте, США.

Изображение эллинистической скульптуры, изображающей Ниобу, работы Джорджо Соммера

Ниобий был идентифицирован английским химиком Чарльзом Хэтчеттом в 1801 году. Он обнаружил новый элемент в образце минерала, который был отправлен в Англию из Коннектикута , США в 1734 году Джоном Уинтропом FRS (внуком Джона Уинтропа Младшего ), и назвал минерал колумбитом. и новый элемент колумбий в честь Колумбия , поэтического названия Соединенных Штатов. Ниобий обнаружен Hatchett, вероятно , смесь нового элемента с танталом.

Впоследствии возникла значительная путаница по поводу разницы между колумбием (ниобием) и близким ему танталом. В 1809 году английский химик Уильям Хайд Волластон сравнил оксиды, полученные из колумбия-колумбита с плотностью 5,918 г / см 3 , и тантала- танталита с плотностью более 8 г / см 3 , и пришел к выводу, что эти два оксида, несмотря на значительная разница в плотности, были идентичны; таким образом он сохранил название тантал. Этот вывод был оспорен в 1846 году немецкий химик Генрих Розе , который утверждал , что существуют два различных элемента в образце танталит, и назвал их после того, как дети Тантала : ниобий (от Ниоба ) и pelopium (от Пелопсом ). Эта путаница возникла из-за минимальных наблюдаемых различий между танталом и ниобием. Заявленные новые элементы пелопий , ильмений и диан фактически идентичны ниобию или смесям ниобия и тантала.

Различия между танталом и ниобием были недвусмысленно продемонстрированы в 1864 году Кристианом Вильгельмом Бломстрандом и Анри Этьеном Сент-Клер Девиль , а также Луи Дж. Тростом , который определил формулы некоторых соединений в 1865 году и, наконец, швейцарским химиком Жаном Шарлем Галиссаром. де Мариньяк в 1866 году, который доказал, что существует только два элемента. Статьи об ильмении продолжали появляться до 1871 года.

Де Мариньяк первым подготовил металл в 1864 году, когда он восстановил хлорид ниобия, нагревая его в атмосфере водорода . Хотя де Marignac был способен производить тантал-ниобий бесплатно в большем масштабе 1866 г., он не был до начала 20 – го века , что ниобий был использован в лампы накаливания нити, первого коммерческого применения. Это использование быстро устарело из-за замены ниобия вольфрамом , который имеет более высокую температуру плавления. То, что ниобий улучшает прочность стали, было впервые обнаружено в 1920-х годах, и это применение остается его основным применением. В 1961 году американский физик Юджин Кунцлер и его коллеги из Bell Labs обнаружили, что ниобий-олово продолжает демонстрировать сверхпроводимость в присутствии сильных электрических токов и магнитных полей, что сделало его первым материалом, поддерживающим высокие токи и поля, необходимые для полезного высокого напряжения. силовые магниты и электрические машины . Это открытие позволило – два десятилетия спустя – производить длинные многожильные кабели, скрученные в катушки, для создания больших и мощных электромагнитов для вращающегося оборудования, ускорителей частиц и детекторов частиц.

Присвоение имени элементу

Колумбий (символ «Cb») – это название, которое Хатчетт дал после открытия этого металла в 1801 году. Название отражало, что типовой образец руды прибыл из Америки ( Колумбия ). Это название продолжало использоваться в американских журналах – последняя статья, опубликованная Американским химическим обществом с колумбием в названии, датируется 1953 годом, – в то время как ниобий использовался в Европе. Чтобы положить конец этой путанице, название ниобий было выбрано для элемента 41 на 15-й конференции Союза химиков в Амстердаме в 1949 году. Год спустя это название было официально принято Международным союзом чистой и прикладной химии (IUPAC) через 100 лет. противоречий, несмотря на хронологический приоритет названия Columbium . Это был своего рода компромисс; ИЮПАК принял вольфрам вместо вольфрама из уважения к использованию в Северной Америке; и ниобий вместо колумбия в соответствии с европейским использованием. Хотя многие химические общества и правительственные организации США обычно используют официальное название ИЮПАК, некоторые металлурги и общества металлургов все еще используют оригинальное американское название « колумбий .

Оксиды ниобия

Рассматриваемый химический элемент может стать основой различных соединений. Самым распространенным можно назвать пятиокись ниобия. Среди особенностей данного соединения можно отметить нижеприведенные моменты:

1. Оксид ниобия представлен белым кристаллическим порошком, который имеет кремовый оттенок.
2. Вещество не растворяется в воде.
3. Получаемое вещество сохраняет свою структуру при смешивании с большинства кислотами.

Ниобиевый штабик

К особенностям пентаоксида ниобия также можно отнести следующие свойства:

1. Повышенная прочность.
2. Высокая тугоплавкость. Вещество способно выдерживать температуру до 1490 градусов Цельсия.
3. При нагреве поверхность окисляется.
4. Реагирует на воздействие хлора, может восстанавливаться водородом.

Гидроксид ниобия в большинстве случаев применяется для получения высоколегированных марок стали, которые обладают довольно привлекательными эксплуатационными качествами.

Физические и химические свойства

Ниобий имеет химические свойства схожие с химическими свойствами тантала

Рассматривая основные характеристики ниобия, нужно уделить внимание нижеприведенным моментам:

1. Устойчивость к воздействию различных видов коррозии. Сплавы, получаемые при внедрении данного элемента в состав, обладают высокими коррозионностойкими качествами.
2. Рассматриваемый химический элемент демонстрирует высокий показатель температуры плавления. Как показывает практика, у большинства сплавов температура плавления более 1 400 градусов Цельсия. это усложняет процесс обработки, но делает металлы незаменимы в различных сферах деятельности.
3. Основные физические свойства также характеризуются легкостью сваривания получаемых сплавов.
4. При отрицательных температурах структура элемента остается практически неизменной, что позволяет сохранить эксплуатационные свойства металла.
5. Особое строение атома ниобия определяет сверхпроводящие качества материала.
6. Атомная масса составляет 92,9, валентность зависит от особенностей состава.

Ниобий НБШ

Основным достоинством вещества считается именно тугоплавкость. Именно поэтому он стал применяться в самых различных отраслях промышленности. Плавление вещества проходит при температуре около 2 500 градусов Цельсия. Некоторые сплавы и вовсе плавятся при рекордной температуре 4 500 градусов Цельсия. Плотность вещества достаточно высокая, составляет 8,57 грамма на кубический сантиметр. Стоит учитывать, что металл характеризуется парамагнитностью.

На кристаллическую решетку не оказывают воздействия следующие кислоты:

1. серная;
2. соляная;
3. фосфорная;
4. хлорная.

Не оказывает воздействие на металл и водные растворы хлора. При определенном воздействии на металл на его поверхности образуется диэлектрическая оксидная пленка. Именно поэтому металл стал использоваться при производстве миниатюрных высокоемкостных конденсаторов, которые также изготавливаются из более дорогостоящего тантала.

Тугоплавкий металл ниобий

Калькулятор металлопроката С высоким эл. сопротивлением

Ниобий сочетает в себе множество полезных физических, механических и технологических свойств, которые определяют его применение от металлургии до ядерной физики. На странице представлено описание данного металла: физические, химические свойства, области применения, марки, виды продукции.

Ниобий (Nb) — химический элемент V группы периодической системы, атомный номер 41, атомная масса 92,90. Блестящий серебристо-серый металл, относящийся к классу тугоплавких. Имеет плотность 8,57 г/см3, температуру плавления tпл. = 2468 °С, температуру кипения tкип. = 4742 °С. Обладает хорошей прочностью, твердостью и пластичностью.

Описываемый химический элемент относится к редким тугоплавким металлам. В рудах всегда присутствует совместно с танталом. Основные минералы — колумбит-танталит, лопарит, пирохлор.

Открытие ниобия было сделано английским ученым Чарльзом Хэтчетом в 1801 г. Тогда этот металл получил название “колумбий”. До 1844 г. считалось, что Ta и Nb являются одним и тем же элементом. Получить Nb в чистом виде удалось лишь в конце XIX века. Это было сделано французским химиком Анри Муассаном путем восстановления оксида ниобия углеродом в электропечи.

Атомный номер	41
Атомная масса, а.е.м	92,90
Радиус атома, пм	146
Плотность, г/см³	8,57
Молярная теплоемкость, Дж/(K·моль)	22,44
Теплопроводность, Вт/(м·K)	53,7
Температура плавления, °С	2468
Температура кипения, °С	4742
Теплота плавления, кДж/моль	26,8
Теплота испарения, кДж/моль	680
Молярный объем, см³/моль	10,8
Группа металлов	Тугоплавкий металл

Ковалентный радиус, пм	164
Радиус иона, пм	(+5e) 69
Электроотрицательность (по Полингу)	1,6
Электродный потенциал
Степени окисления	5, 4, 3, 2, 1

Промышленное применение находит ка чистый ниобий, не содержащий никаких легирующих элементов, так и сплавы на его основе.

• Нб1 — ниобий высокой чистоты с количеством Nb — 99,84%; поставляется в виде слитков.
• НбШ00, НбШ0, НбШ1 — чистый ниобий в виде штабиков, содержание Nb составляет 99,77%, 99,56%, 99,37% соответственно.
• НбП, НбП-а, НбП-б — чистый ниобий в виде порошка.
• ВН1, ВН2, ВН2АЭ — сплавы ниобия с молибденом; молибденом и цирконием. Первая марка содержит в своем составе 3,8-52% Mo, вторая — 3,5-4,7% Mo и 0,5-0,9% Zr.
• НбЦ, НбЦУ, Нб5В2МЦ, Нб10В2МЦ, Нб10В5МЦУ — группа сплавов на основе ниобия, в состав которых в разных количествах входят вольфрам, молибден, цирконий, углерод.

• Достоинства:
• имеет высокую температуру плавления;
• стоек к коррозии во многих химически агрессивных средах;
• имеет хорошие технологические и механические свойства — хорошая пластичность и свариваемость, прочность.

• Недостатки:
• относительно небольшой процент содержания в земной коре;
• достаточно высокая стоимость (дешевле, чем тантал, но существенно дороже вольфрама и молибдена).

Основные направления использования металла следующие:

• химическая и атомная промышленность;
• металлургия;
• электроника;
• ядерная физика;
• авиастроение.

Высокая прочность и хорошая стойкость к коррозии в том числе и при высоких температурах позволяют применять ниобий в качестве конструкционного материала. Подобное использование характерно для изготовления деталей летательных аппаратов, труб и контейнеров для передачи и хранения жидких металлов, оболочек для радиоактивных тепловыделяющих элементов. Nb — распространенный легирующий элемент, который позволяет существенно улучшать свойства содержащих его сталей и сплавов. Nb передает в легируемые материалы прочность, коррозионную стойкость, тугоплавкость. Рассматриваемый металл также применяется в изготовлении конденсаторов — важных элементов электронной промышленности. По своим характеристикам ниобиевые конденсаторы уступают танталовым, однако имеют существенно меньшую цену.

Соединения ниобия Nb3Sn, Nb3Ge, NbN и NbTi применяются для производства сверхпроводников. Такие свойства востребованы в научном оборудовании, используемом, например, в физических экспериментах.

Современное промышленное производство предлагает практически полный спектр стандартных заготовок, активно используемых в различных областях. Из круглого проката можно выделить ниобиевую проволоку, пруток и трубу. Плоский прокат представляет ниобиевая фольга и лента, листы, полосы. К исходному сырью можно отнести порошок ниобия, который занимает основополагающее место в цепочке производства изделий из данного металла.

Соединения

Во многих отношениях ниобий похож на тантал и цирконий . Он реагирует с большинством неметаллов при высоких температурах; с фтором при комнатной температуре; с хлором при 150 ° C и водородом при 200 ° C ; и с азотом при 400 ° C, с продуктами, которые часто являются промежуточными и нестехиометрическими. Металл начинает окисляются на воздухе при 200 ° С . Он устойчив к коррозии расплавленными щелочами и кислотами, в том числе царской водкой , соляной , серной , азотной и фосфорной кислотами . Ниобий подвергается воздействию фтористоводородной кислоты и смесей фтористоводородной / азотной кислот.

Хотя ниобий проявляет все формальные степени окисления от +5 до -1, наиболее распространенные соединения имеют ниобий в состоянии +5. Обычно соединения со степенями окисления менее 5+ обнаруживают связь Nb – Nb. В водных растворах ниобий проявляет только степень окисления +5. Он также легко подвержен гидролизу и плохо растворяется в разбавленных растворах соляной , серной , азотной и фосфорной кислот из-за осаждения водного оксида Nb. Nb (V) также слабо растворим в щелочной среде из-за образования растворимых полиоксониобатов.

Оксиды, ниобаты и сульфиды

Ниобий образует оксиды в степенях окисления +5 ( Nb ₂ O ₅ ), +4 ( NbO ₂ ), +3 ( Nb₂О₃), и более редкая степень окисления +2 ( NbO ). Наиболее распространенным является пентоксид, предшественник почти всех соединений и сплавов ниобия. Ниобаты образуются путем растворения пентоксида в основных растворах гидроксидов или плавления его в оксидах щелочных металлов. Примерами являются ниобат лития (LiNbO ₃ ) и ниобат лантана (LaNbO ₄ ). В ниобате лития есть тригонально искаженная перовскитоподобная структура, тогда как ниобат лантана содержит одиночный NbO3- ₄ионы. Также известен слоистый сульфид ниобия (NbS ₂ ).

Материалы могут быть покрыты тонкой пленкой химического осаждения из паровой фазы оксида ниобия (V) или процесса осаждения атомарного слоя , полученного термическим разложением этоксида ниобия (V) при температуре выше 350 ° C.

Галогениды

Частично гидролизованный образец пентахлорида ниобия (желтая часть) (белый материал).

Шаровидная модель пентахлорида ниобия , существующего в виде димера

Ниобий образует галогениды в степенях окисления +5 и +4, а также различные субстехиометрические соединения . Пентагалогениды ( NbX₅) имеют октаэдрические центры Nb. Пентафторид ниобия (NbF ₅ ) представляет собой белое твердое вещество с температурой плавления 79,0 ° C, а пентахлорид ниобия (NbCl ₅ ) желтого цвета (см. Изображение слева) с температурой плавления 203,4 ° C. Оба гидролизуются с образованием оксидов и оксигалогенидов, таких как NbOCl ₃ . Пентахлорид представляет собой универсальный реагент, используемый для образования металлоорганических соединений, таких как дихлорид ниобоцена ( (C₅ЧАС₅)₂NbCl₂). Тетрагалогениды ( NbX₄) – полимеры темного цвета со связями Nb-Nb; например, черный гигроскопичный тетрафторид ниобия (NbF ₄ ) и коричневый тетрахлорид ниобия (NbCl ₄ ).

Анионные галогенидные соединения ниобия хорошо известны, отчасти благодаря льюисовской кислотности пентагалогенидов. Наиболее важным из них является [NbF ₇ ] 2– , промежуточный продукт при отделении Nb и Ta от руд. Этот гептафторид имеет тенденцию к образованию оксопентафторида более легко, чем соединение тантала. Другие галогенидные комплексы включают октаэдрический [NbCl ₆ ] – :

Nb ₂ Cl ₁₀ + 2 Cl – → 2 [NbCl ₆ ] –

Как и в случае с другими металлами с низкими атомными номерами, известно множество восстановленных галогенидных кластерных ионов, главным примером которых является [Nb ₆ Cl ₁₈ ] 4– .

Нитриды и карбиды

Другие бинарные соединения ниобия включают нитрид ниобия (NbN), который становится сверхпроводником при низких температурах и используется в детекторах инфракрасного света. Основной карбид ниобия является NbC, чрезвычайно трудно , огнеупорный , керамический материал, коммерчески используемым в режущих биты инструмента .