Zastosowania nadprzewodzące
Od dawna odkryto, że gdy temperatura spada do niemal zera absolutnego, właściwości chemiczne niektórych substancji zmieniają się gwałtownie, stając się „nadprzewodnikiem” o niemal zerowym oporze. Temperatura, w której substancja zaczyna mieć tę szczególną „nadprzewodzącą” właściwość, nazywana jest temperaturą krytyczną. Nie trzeba dodawać, że temperatura krytyczna różnych substancji nie jest taka sama.
Wiecie, ultraniskie temperatury są trudne do osiągnięcia, a ludzie płacą za nie ogromną cenę, a im bliżej zera absolutnego, tym wyższą cenę trzeba zapłacić. Dlatego nasze wymagania dotyczące substancji nadprzewodzących są oczywiście takie, że im wyższa temperatura krytyczna, tym lepiej.
Istnieje wiele pierwiastków o właściwościach nadprzewodzących, a niob jest tym, który ma najwyższą temperaturę krytyczną. Stopy wykonane z niobu, o temperaturze krytycznej do 18,5 do 21 stopni w temperaturze bezwzględnej, są obecnie najważniejszymi materiałami nadprzewodzącymi.
Ludzie kiedyś przeprowadzili taki eksperyment: metalowy pierścień niobu, który był zimny do stanu nadprzewodzącego, podłączony do prądu elektrycznego, a następnie odłączony od prądu, a następnie zamknięty cały zestaw instrumentów, aby utrzymać niską temperaturę. Dwa i pół roku później ludzie włączyli instrument i odkryli, że prąd w pierścieniu niobu nadal płynął, a natężenie prądu było prawie dokładnie takie samo, jak wtedy, gdy po raz pierwszy zastosowano prąd!
Z tego eksperymentu wynika, że materiały nadprzewodzące nie tracą prawie żadnego prądu. Jeśli użyjesz kabla nadprzewodzącego do przesyłania prądu, ponieważ nie ma on oporu, nie będzie żadnej straty energii, gdy prąd będzie przepływał, więc wydajność transmisji znacznie się poprawi.
Ktoś zaprojektował superszybki pociąg na poduszce magnetycznej, który ma nadprzewodzące magnesy zainstalowane na kołach, dzięki czemu cały pociąg może unosić się na torze przez około dziesięć centymetrów. W ten sposób nie ma już tarcia między pociągiem a torem, co zmniejsza opór podczas jazdy do przodu. Pociąg na poduszce magnetycznej przewożący 100 osób może osiągnąć prędkość ponad 500 kilometrów na godzinę przy mocy zaledwie 100 koni mechanicznych.
Przy użyciu 20-kilometrowego pasa niobitowo-cynowego, owiniętego wokół kołnierza koła o średnicy 1,5 metra, uzwojenia są w stanie wytworzyć silne i stabilne pole magnetyczne, wystarczające do uniesienia ciężaru o wadze 122 kilogramów i uniesienia go w przestrzeni pola magnetycznego. Gdyby to pole magnetyczne zostało wykorzystane w reakcji syntezy termojądrowej, a potężna reakcja syntezy termojądrowej mogłaby być kontrolowana, możliwe byłoby zapewnienie nam dużego i niemal nieskończonego źródła taniej energii elektrycznej.
Generator prądu stałego był kiedyś wykonany z nadprzewodzącego materiału niobowo-tytanowego. Ma wiele zalet, takich jak mały rozmiar, lekkość, niski koszt i generuje sto razy więcej energii elektrycznej niż zwykłe generatory tej samej wielkości.
Superstopy
Duża część światowego niobu jest wykorzystywana w stanie czystego metalu lub w postaci stopów o wysokiej czystości ferroniobu i niobu-niklu do produkcji superstopów na bazie niklu, chromu i żelaza. Stopy te są wykorzystywane w silnikach odrzutowych, silnikach turbin gazowych, elementach rakiet, turbosprężarkach i odpornym na ciepło sprzęcie do spalania. Niob tworzy fazę w strukturze ziarna superstopów. Stopy te zawierają zazwyczaj do 6,5% niobu. Stop Inconel 718 jest jednym ze stopów na bazie niklu zawierających niob z 50% niklu, 18,6% chromu, 18,5% żelaza, 5% niobu, 3,1% molibdenu, 0.9% tytanu i 0,4% aluminium. Zastosowania obejmują wykorzystanie jako materiał na wysokiej klasy płatowce, takie jak program Gemini.
Stopy na bazie niobu
C-103 to stop niobu zawierający 89% niobu, 10% hafnu i 1% tytanu, który może być stosowany w dyszach silników rakietowych na paliwo ciekłe, takich jak główny silnik modułu księżycowego Apollo. Moduł serwisowy Apollo wykorzystuje inny stop niobu. Ponieważ niob zaczyna się utleniać powyżej 400 stopni, na jego powierzchnię należy nałożyć powłokę ochronną, aby zapobiec jego kruchości.
Zastosowania medyczne
Niob zajmuje również ważne miejsce w leczeniu chirurgicznym, może być nie tylko stosowany do produkcji wyrobów medycznych, ale jest również dobrym „materiałem adaptacji biologicznej”, ponieważ ma doskonałą odporność na korozję, nie wchodzi w interakcje z różnymi substancjami ciekłymi w organizmie człowieka i prawie całkowicie nie uszkadza tkanek organizmu, może być dostosowany do dowolnej metody sterylizacji, dzięki czemu może być łączony z tkankami organicznymi przez długi czas i pozostawać nieszkodliwy w organizmie człowieka.