炭化ニオブ（Niobium carbide, NbC ） 材料と応用

炭化ニオブ（Niobium carbide, NbC ） 材料と応用

ニオブ(Niobium）は原子番号41番の元素であり、元素記号はNbです。 バナジウム(V)、タンタラム(Ta)と共に周期律表で5族(5B族)に属する転移金属です。 長時間空気にさらされると、表面が酸化して青色を帯びます。 表面はやわらかいですが、不純物が入ると硬くなります。 また、常磁性であり低温で超伝導体となります。大気圧における純粋なニオブの超伝導臨界温度は9.2Kで、元素の中では最も高く、透磁率も最も高いです。 バナジウム(V)、テクネチウム(Tc)と並んで第2種の超伝導体となる3つの元素のうちの1つです。

炭化ニオブ（Niobium carbide, NbC）は非常に硬い耐火性セラミック材料で、切削工具用の工具ビットの材料として利用されます。一般的には、製造過程で焼結処理され、超硬合金（cemented carbides）で加工します。紫色の光沢のある茶色の金属粉末であり、耐食性が強いという特徴があります。

炭化ニオブ (Niobium carbide) 材料と応用

炭化ニオブ（Niobium carbide, NbC）は、すべての耐火性金属炭化物の中で最も低いオーステナイトで合金鋼としてよく使用されます。マイクロメータサイズの炭化ニオブ（NbC）沈殿物がすべての加工温度で鋼にほとんど不溶性です。また、粒子境界で過度な粒子成長を防ぎます。また、靭性と強度が優れた均一であり微細な粒径です。炭化ニオブ（Niobium carbide）層は化学蒸気堆積によって生成され、ジルコニウム原子炉に使用される耐火物コーティング剤としても利用されます。

炭化ニオブ（Niobium carbide, NbC）は、世の中に存在する最も丈夫な技術的化合物の1つです。そのため、機械加工応用と摩耗保護に非常に適しています。

産業用途における炭化ニオブのメリット

・NbCの密度は、はるかに低いためWCするとkgあたりの量が多いです。

・NbCは軽量化を可能にし、機械加工装置や動的アプリケーションの慣性を減少させます。

・接着摩耗の低減（ツーリング用途）。

・NbCグレードは、WCグレードと比較して、摩擦接点の摩擦が全体的に減少します。

・NbCの機械的特性はWC（摩耗部品用途）の機械的特性に匹敵します。

・NbCの高温硬度は700°C以上でWCと同等かそれ以上ですが、室温での硬度は低くなります。

・かなり高い化学的安定性（鉄へのNbの溶解度が低い）により、高温用途での追加コーティングが不要なことが多いです。

・NbCの摩擦酸化生成物は、酸化ニオブが無毒に分類されているため、環境にやさしく身体に悪影響を及びません。

ニオブ(Niobium)の特性

ニオブ(Niobium)（原子記号：Nb、原子番号：41）は、原子量92.90638のブロックD、グループ5、Period 5元素です。ニオブボアモデルの各ニオブ殻の電子数は2、8、18、12、1、電子構成は、(Kr) 4d4 5s1です。ニオブ(Niobium)原子の半径は146pmであり、ファンデルワールス(Van der Waals)半径は207pmです。ニオブ(Niobium)は1801年Charles Hatchettによって発見され、1864年Christian Wilhelm Blomstrandによって初めて分離されました。ニオブ(Niobium)は、すべての元素の中で最も大きな自己浸透深度を有しており、3つの元素タイプII超伝導体（バナジウム(vanadium)とテクネチウム(technetium)がある元素Niobiumalong）のいずれかです。ニオブ(Niobium)は鉱物である黄緑石(pyrochlore)とコルンブ石(columbite)から発見されます。

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