Niob

Niob ist ein bis ~ 250 °C luftbeständiges, durch eine dünne Oxidschicht sich selbst schützendes, sehr weiches (HV 40) und gut umformbares Metall, das kubisch raumzentriert kristallisiert. Bei Temperaturen über 250 °C reagiert Niob mit Sauerstoff, Stickstoff, Wasserstoff und Kohlenstoff und setzt daher eine Bearbeitung über dieser Temperatur im Vakuum oder unter Schutzgas voraus. Niob ist beständig gegen Säuren, außer heißer, konzentrierter Schwefel- und Flusssäure. Von Alkalilaugen wird es ebenfalls angegriffen. In seinen Verbindungen tritt es in Wertigkeiten von -3, -1, 0, +2, +3, +4 und +5 auf, wobei sich die meisten jedoch vom fünfwertigen Niob ableiten lassen. Bei einer Temperatur unterhalb 9,46 K ist Niob supraleitend. Auch Verbindungen, wie NbTi und Nb₃Sn sind wichtige Supraleiter.

Die bedeutendsten Lagerstätten befinden sich in Brasilien (~ 85 %), Kanada (~ 10 %), Afrika und Australien. Niob kommt in seinen Mineralien, von denen es über 60, vorwiegend Mischoxide (wichtigstes: Columbit) sowie Alkalifluoride (wichtigstes: Pyrochlor) gibt, immer verschwistert mit Tantal vor. Daher muss zur Herstellung von Niob das Tantal nach dem Auflösen des Erzkonzentrates durch aufwendige flüssig/flüssig Extraktion mittels MIBK oder durch Destillation der Chloride abgetrennt werden. Das dabei gewonnene Nb₂O₅ kann anschließend mit Natrium, Kohlenstoff oder Aluminium (wichtigster Prozess) zu Niob-Metall reduziert werden. Die Reinigung des Metalls erfolgt danach durch mehrfaches Schmelzen im Vakuum in einer Elektronenstrahlschmelzanlage.

Zirka 85 % der Jahresweltproduktion (2006 ca. 55.000 t) werden als Ferroniob zu Bau-, sowie hochwarmfesten Stählen verwendet. Weitere 10 % werden mit Niob und Cobalt zu Superlegierungen für Gasturbinen und Flugzeugtriebwerke verarbeitet. Nur ca. 3 - 4 % wird als hochreines Metall, Legierung oder Keramik benötigt. Heraeus liefert hochreines Niob für Elementarteilchenbeschleuniger, als NbZr 1% für die Elektroden von Hochdruckdampflampen sowie eine Reihe von verschiedensten Halbzeugen für die Medizin- und Halbleitertechnik. NbTi und Nb₃Sn wird für supraleitfähige Kabel in Hochleistungsmagneten eingesetzt. Blei-Niob-Legierungen werden für Piezoanwendungen sowie Kondensatoren verwendet. Nb₂O₅ wird wegen des hohen Brechungsindexes in optischen Gläsern benutzt.