化学原子・元素無機物質理科

ニオブとは一体何?用途や特徴・毒性・希少性・合金も現役研究員が5分で解説!

ニオブの用途について解説!

ニオブは合金や電子材料、光学レンズの材料等に使用され、用途は多岐にわたりますが、鉄鋼に添加剤として使用されるフェオニオブ(FeNb)が最も需要があります。この章では多岐にわたる用途の内、合金や超伝導、そして添加剤について学んでいきましょう。

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ニオブの合金とは?

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宇宙産業にニオブの合金が使用されています。この合金は89パーセントのニオブ、10パーセントのハフニウム、1パーセントのチタンで構成されており、アポロ月着陸船のメインエンジンや液体燃料ロケットに使用。 スペースXのファルコン9ではロケットエンジンのノズルがニオブ合金です。

また、ニオブ超合金(高度な耐熱性が求められる合金)はニッケル、コバルト、鉄から構成されており、ジェットエンジン部品、耐熱部品、燃焼設備等に使用されています。

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ニオブ合金の超伝導電磁石とは?

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ニオブの合金には超伝導磁石としての需要があります。具体的にはニオブゲルマニウム、ニオブスズ、ニオブチタンのような合金は、第二種超伝導体としてワイヤーに成形。超伝導電磁石の材料として使用します。こうした超伝導電磁石は、核磁気共鳴画像法 (MRI)、核磁気共鳴 (NMR) 装置、加速器といった用途に必要不可欠です。

例えば、大型ハドロン衝突型加速器には600トンの超伝導撚線が用いられており、ITER(国際熱核融合実験炉)には推定で600トンのニオブスズの撚線と250トンのニオブチタンの撚線が使用されていると言われています。

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鋼材のおけるニオブ添加剤とは?

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ニオブは添加剤としての需要が最も大きいです。添加剤はフェオニオブ(FeNb)の状態で添加することが多く、このフェオニオブを炭素鋼 に0.1%もしくはそれ以下の量を添加すると、溶接性(材料の溶接による適合性)や靭性(圧力に対する抵抗性)が改良されます。この特徴から日本でよく材料として使用されているのはラインパルプの材料です。

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