Les bases du niobium

Le niobium est un métal gris argenté qui devient légèrement bleu lorsqu'il est exposé à l'air à température ambiante. Son aspect s’apparente à celui de l’acier poli ou du platine.

C'est un métal de transition appartenant au groupe V du tableau périodique avec un poids atomique de 92,9064 et un symbole atomique de Nb. Il possède 28 isotopes avec des demi-vies connues et des nombres de masse compris entre 83 et 110. Le niobium naturel est son isotope stable, le niobium 93.

Le niobium est également un métal réfractaire. Les métaux réfractaires constituent un groupe spécial de métaux qui conservent leur dureté et leur résistance même lorsqu'ils sont soumis à une chaleur extrême et présentent plusieurs autres propriétés uniques qui les rendent utiles pour une gamme de processus de fabrication. Les autres métaux réfractaires comprennent :

Tungstène (W)
Molybdène (Mo)
Tantale (Ta)
Rhénium (Re)
Titane (Ti)
Plusieurs autres métaux exotiques
Le niobium ne peut être trouvé seul dans la nature. Au lieu de cela, on le trouve dans un groupe de minéraux connu sous le nom de groupe colombite-tantalite. En plus de la colombite-tantalite évidente, ce groupe contient du pyrochlore, du pyroxène, de la tantalite et de la colombite, également connue sous le nom de colombite. De grandes quantités de niobium ont été associées à des roches de silicate de carbone (également connues sous le nom de carbonatites) et au niobate de sodium et de calcium. Certains des plus grands gisements connus se trouvent au Canada, au Brésil, en Russie, au Nigeria et en République démocratique du Congo.

Ces minéraux contiennent aussi souvent du tantale. Le niobium et le tantale partagent de nombreuses propriétés, mais il existe une différence majeure. Le tantale est environ deux fois plus lourd que le niobium.

Le niobium est également 10 fois plus abondant que le tantale dans la croûte terrestre. Son contenu dans la croûte terrestre est d'environ 17 parties par million en poids ou 3,7 parties par million en mole. Cela signifie qu'il y a plus de niobium dans la croûte terrestre que de plomb, mais moins que de cuivre. Le coût pour 100 grammes est d'environ 18 dollars.

Le processus utilisé pour produire le niobium est assez complexe, principalement parce qu’il doit être séparé du tantale.

Le niobium peut être séparé de ces autres substances en formant un oxyde puis en le réduisant avec de l'hydrogène et du carbone. Le processus de séparation utilise des solvants pour extraire les éléments dans un processus liquide-liquide, puis précipite le niobium. Le transformateur doit ensuite le cuire au pentoxyde de niobium (Nb2O5), qui est ensuite réduit en poudre par des procédés d'hydrogénation et métallothermiques. Le frittage sous vide ou la fusion par faisceau d’électrons consolide et purifie davantage la poudre.

Une autre méthode d'obtention du niobium comprend l'électrolyse de sels fondus ou la réduction de complexes fluorés à l'aide de métaux réactifs.

Le niobium est généralement allié à des métaux, notamment le fer, le nickel et le cobalt, avant utilisation.