Aplikasi superkonduktor
Telah lama ditemui bahawa apabila suhu menurun kepada hampir sifar mutlak, sifat kimia sesetengah bahan berubah secara tiba-tiba, menjadi "superkonduktor" dengan hampir tiada rintangan. Suhu di mana bahan mula mempunyai sifat "superkonduktor" tunggal ini dipanggil suhu kritikal. Tidak perlu dikatakan, suhu kritikal pelbagai bahan tidak sama.
Anda tahu, suhu ultra-rendah sukar didapati, dan orang ramai membayar harga yang tinggi untuk mereka, dan semakin hampir anda mencapai sifar mutlak, semakin tinggi harga yang perlu anda bayar. Oleh itu, keperluan kami untuk bahan superkonduktor, sudah tentu, semakin tinggi suhu kritikal, lebih baik.
Terdapat banyak unsur dengan sifat superkonduktor, dan niobium adalah yang mempunyai suhu kritikal tertinggi. Aloi yang diperbuat daripada niobium, dengan suhu kritikal sehingga 18.5 hingga 21 darjah dalam suhu mutlak, adalah bahan superkonduktor yang paling penting pada masa ini.
Orang pernah melakukan eksperimen sedemikian: cincin niobium logam yang sejuk kepada keadaan superkonduktor, disambungkan dengan arus elektrik dan kemudian diputuskan daripada arus, dan kemudian menutup keseluruhan set instrumen untuk mengekalkan suhu rendah. Dua setengah tahun kemudian, orang ramai menghidupkan instrumen dan mendapati bahawa arus dalam cincin niobium masih mengalir, dan kekuatan semasa hampir sama seperti ketika elektrik pertama kali digunakan!
Daripada eksperimen ini, dapat dilihat bahawa bahan superkonduktor hampir tidak kehilangan arus. Jika anda menggunakan kabel superkonduktor untuk menghantar elektrik, kerana ia tidak mempunyai rintangan, tidak akan ada kehilangan tenaga apabila arus melalui, jadi kecekapan penghantaran akan bertambah baik.
Seseorang telah mereka bentuk kereta api maglev berkelajuan tinggi, yang mempunyai magnet superkonduktor dipasang pada rodanya, supaya keseluruhan kereta api boleh terapung di landasan selama kira-kira sepuluh sentimeter. Dengan cara ini, tiada lagi geseran antara kereta api dan trek, mengurangkan rintangan untuk bergerak ke hadapan. Kereta api maglev yang membawa 100 orang boleh mencapai kelajuan lebih 500 kilometer sejam dengan hanya 100 kuasa kuda.
Dengan 20-tali pinggang niobium-timah sepanjang kilometer, dililit di sekeliling bebibir roda dengan diameter 1.5 meter, belitan itu mampu menjana medan magnet yang kuat dan stabil, cukup untuk mengangkat berat 122 kilogram dan melayang ia dalam ruang medan magnet. Jika medan magnet ini digunakan dalam tindak balas pelakuran termonuklear, dan tindak balas pelakuran termonuklear yang kuat dapat dikawal, mungkin untuk memberikan kita bekalan elektrik murah yang besar dan hampir tidak berkesudahan.
Penjana arus terus pernah dibuat daripada bahan superkonduktor niobium-titanium. Ia mempunyai banyak kelebihan, seperti saiz kecil, ringan, kos rendah, dan ia menghasilkan tenaga elektrik seratus kali ganda daripada penjana biasa dengan saiz yang sama.
Aloi super
Sebahagian besar niobium dunia digunakan dalam keadaan logam tulen atau dalam bentuk aloi feroniobium dan niobium-nikel ketulenan tinggi untuk pengeluaran superaloi berasaskan nikel, kromium dan besi. Aloi ini digunakan dalam enjin jet, enjin turbin gas, komponen roket, pengecas turbo, dan peralatan pembakaran tahan haba. Niobium membentuk fasa dalam struktur butiran aloi super. Aloi ini biasanya mengandungi sehingga 6.5% niobium. Aloi Inconel 718 ialah salah satu aloi berasaskan nikel yang mengandungi niobium dengan 50% nikel, 18.6% kromium, 18.5% besi, 5% niobium, 3.1% molibdenum, 0.9% titanium dan 0.4% aluminium. Aplikasi termasuk digunakan sebagai bahan kerangka udara mewah, seperti program Gemini.
Aloi berasaskan niobium
C-103 ialah aloi niobium yang mengandungi 89% niobium, 10% hafnium dan 1% titanium, dan boleh digunakan dalam muncung pendorong roket cecair, seperti enjin utama modul lunar Apollo. Modul perkhidmatan Apollo menggunakan aloi niobium yang lain. Memandangkan niobium mula teroksida melebihi 400 darjah, salutan pelindung mesti digunakan pada permukaannya untuk mengelakkannya daripada menjadi rapuh.
Permohonan perubatan
Niobium juga menduduki kedudukan penting dalam rawatan pembedahan, ia bukan sahaja boleh digunakan untuk mengeluarkan peranti perubatan, tetapi juga merupakan "bahan penyesuaian biologi" yang baik, kerana ia mempunyai rintangan kakisan yang sangat baik, tidak akan berinteraksi dengan pelbagai bahan cecair dalam tubuh manusia. , dan hampir sepenuhnya tidak merosakkan tisu badan organisma, boleh disesuaikan dengan mana-mana kaedah pensterilan, jadi ia boleh digabungkan dengan tisu organik untuk masa yang lama dan kekal tidak berbahaya di dalam tubuh manusia.