Superledende applikasjoner
Det har lenge vært oppdaget at når temperaturen synker til nær absolutt null, endres de kjemiske egenskapene til noen stoffer brått, og blir en "superleder" med nesten ingen motstand. Temperaturen der et stoff begynner å ha denne enestående "superledende" egenskapen kalles den kritiske temperaturen. Unødvendig å si at den kritiske temperaturen til ulike stoffer ikke er den samme.
Du vet, ultralave temperaturer er vanskelige å få tak i, og folk betaler en enorm pris for dem, og jo nærmere du kommer absolutt null, desto høyere pris må du betale. Derfor er vårt krav til superledende stoffer selvfølgelig at jo høyere kritisk temperatur, jo bedre.
Det er mange grunnstoffer med superledende egenskaper, og niob er det med høyest kritisk temperatur. Legeringer laget av niob, med en kritisk temperatur på opptil 18,5 til 21 grader i absolutt temperatur, er de viktigste superledende materialene for tiden.
Folk gjorde en gang et slikt eksperiment: en metallniobring som var kald til en superledende tilstand, koblet til en elektrisk strøm og deretter koblet fra strømmen, og så lukket hele settet med instrumenter for å holde temperaturen lav. To og et halvt år senere skrudde folk på instrumentet og fant ut at strømmen i niobringen fortsatt gikk, og strømstyrken var nesten nøyaktig den samme som da elektrisiteten først ble tilført!
Fra dette eksperimentet kan man se at superledende materialer nesten ikke mister strøm. Hvis du bruker en superledende kabel til å overføre elektrisitet, fordi den ikke har noen motstand, vil det ikke være noe energitap når strømmen går gjennom, så overføringseffektiviteten vil bli kraftig forbedret.
Noen har designet et høyhastighets maglev-tog, som har superledende magneter installert på hjulene, slik at hele toget kan flyte på banen i rundt ti centimeter. På denne måten er det ikke lenger friksjon mellom toget og sporet, noe som reduserer motstanden for å bevege seg fremover. Et maglev-tog som frakter 100 personer kan nå en hastighet på over 500 kilometer i timen med bare 100 hestekrefter.
Med et 20-kilometer langt niob-tinnbelte, viklet rundt en hjulflens med en diameter på 1,5 meter, er viklingene i stand til å generere et sterkt og stabilt magnetfelt, nok til å løfte en vekt på 122 kilo og levitere det i magnetfeltrommet. Hvis dette magnetfeltet skulle brukes i en termonukleær fusjonsreaksjon, og den kraftige termonukleære fusjonsreaksjonen kunne kontrolleres, ville det være mulig å skaffe oss en stor og nesten uendelig tilførsel av billig elektrisitet.
En likestrømsgenerator ble en gang laget av niob-titan superledende materiale. Den har mange fordeler, som liten størrelse, lav vekt, lav pris, og den genererer hundre ganger mer strøm enn vanlige generatorer av samme størrelse.
Superlegeringer
En stor del av verdens niob brukes i ren metalltilstand eller i form av høyrent ferroniob og niob-nikkel-legeringer for produksjon av nikkel-, krom- og jernbaserte superlegeringer. Disse legeringene brukes i jetmotorer, gassturbinmotorer, rakettkomponenter, turboladere og varmebestandig forbrenningsutstyr. Niob danner en fase i kornstrukturen til superlegeringer. Disse legeringene inneholder vanligvis opptil 6,5 % niob. Inconel 718 legering er en av de niobholdige nikkelbaserte legeringene med 50% nikkel, 18,6% krom, 18,5% jern, 5% niob, 3,1% molybden, 0,9% titan og 0,4% aluminium. Applikasjoner inkluderer å bli brukt som et avansert flyskrogmateriale, for eksempel Gemini-programmet.
Niobbaserte legeringer
C-103 er en nioblegering som inneholder 89 % niob, 10 % hafnium og 1 % titan, og kan brukes i flytende rakettpropelldyser, for eksempel hovedmotoren til Apollo-månemodulen. Apollo-servicemodulen bruker en annen nioblegering. Siden niob begynner å oksidere over 400 grader, må et beskyttende belegg påføres overflaten for å forhindre at den blir sprø.
Medisinske applikasjoner
Niob inntar også en viktig posisjon i kirurgisk behandling, det kan ikke bare brukes til å produsere medisinsk utstyr, men er også et godt "biologisk tilpasningsmateriale", fordi det har utmerket korrosjonsbestandighet, vil ikke samhandle med forskjellige flytende stoffer i menneskekroppen , og nesten fullstendig skader ikke kroppens vev til organismer, kan tilpasses enhver steriliseringsmetode, slik at den kan kombineres med organisk vev i lang tid og forbli ufarlig i menneskekroppen.