概要
ニオブ粉 は、金属ニオブから作られる金属粉である。コロンビウムとしても知られるニオブは、記号Nb、原子番号41の化学元素である。ニオブ鉱石やコロンバイト鉱石に多く含まれる、柔らかく灰色の延性のある遷移金属である。
ニオブ粉についての重要な詳細
- 純度99%から純度99.99%までの様々なグレードがあります。
- 粒子径は1ミクロンから150ミクロンまで、さまざまな用途に対応
- 高強度、加工性、耐食性に優れている。
- 主な用途は、溶接製品、超電導体、超合金、光学、電子機器など。
- 世界の生産量は年間約6万～7万トンと推定される
ニオブ粉末の種類
| タイプ | 説明 |
|---|---|
| 純ニオブ | 99%～99.9%Nb、低酸化物含量 |
| 合金ニオブ | NbとTi、Zr、Hf、W、Moなどの合金。 |
| 水素化ニオブ | Nb + 原子H、より高い水素貯蔵容量 |
| 炭化ニオブ | 炭化ニオブ粉 |
ニオブ粉末の組成
| 構成員 | 重量 % | 役割 |
|---|---|---|
| ニオビウム | >99% | 主成分 |
| 酸素 | <0.5% | 製造時に採取された不純物 |
| カーボン | <0.08% | 鉱石またはプロセスからの不純物 |
| 窒素 | <0.03% | 製造時に採取された不純物 |
| 水素 | <0.015% | 製造時に採取された不純物 |
ニオブ粉末の特性
| プロパティ | 詳細 |
|---|---|
| カラー | 灰白色 |
| 密度 | 8.57 g/cm3 at 20°C |
| 融点 | 2477°C |
| 沸点 | 4744°C |
| 熱伝導率 | 53 W/mK at 20°C |
| 電気抵抗率 | 15 μΩ.cm at 20°C |
| ヤング率 | 105 GPa |
| ポアソン比 | 0.4 |
| モース硬度 | 5 |
の特徴 ニオブ粉
- 低酸素・低窒素の高純度パウダー
- 優れた粉体流動性と圧縮特性
- 高温でも安定で、酸化速度が遅い。
- プレスおよび焼結工程に対応
- 様々な環境下での化学腐食に強い
- 他の金属と合金化して特性をカスタマイズできる
- 標準およびカスタマイズされた粒度分布で利用可能
- 球状、不規則、樹枝状の粒子形態
ニオブ粉末の用途
| エリア | 使用方法 |
|---|---|
| スチール添加剤 | 微細合金化剤、穀物精製剤 |
| 超合金 | タービン、エンジン用部品 |
| 溶接 | アーク溶接電極コーティング |
| 光学 | 眼鏡、カメラレンズ |
| エレクトロニクス | コンデンサー、超伝導磁石 |
| ジュエリー | 金または銀との合金 |
| 航空宇宙 | ロケットサブシステム、燃焼室 |
| 自動車 | 燃料電池部品、排気システム |
ニオブ粉末の仕様
| パラメータ | 利用可能なグレード |
|---|---|
| 純度 | 99%〜99.995% |
| 粒子径 | 1ミクロン～150ミクロン |
| 形態学 | 球状、不規則、樹枝状 |
| 見かけ密度 | 2～5 g/cm3 |
| 真の密度 | 8.4～8.57 g/cm3 |
| 流量 | ほとんどのパウダーサイズに対して良好なフロー |
| 圧縮性 | 最大65%の真密度 |
| 一般的な汚染物質 | O、C、N、H＜合計1000ppm |
| パウダー製造法 | 水素化／脱水素化プロセス |
ニオブ粉末 供給者と価格
| サプライヤー | 所在地 | 参考価格 |
|---|---|---|
| H.C.スタルク | ドイツ、アメリカ | 1kgあたり$50～$300 |
| CBMM | ブラジル | 1kgあたり$75～$500 |
| ニオベック | カナダ | 1kgあたり$100～$600 |
| ジエン ニッケル | 中国 | 1kgあたり$30～$250 |
価格は純度、粒度、注文量、場所によって異なります。カスタマイズや加工を施すと、コストは高くなります。
ニオブ粉末の利点
- 高い強度と硬度
- 高温下でも強度と延性を保持
- 機械的摩耗や磨耗に強い
- 腐食環境に耐える
- 良好な電気および熱伝導性
ニオブ粉末の限界
- 鉄粉より高価
- 加工時の汚染に敏感
- 250℃以上で脆いニオブ酸化物が形成され始める
- 粉末は非常に細かく分割された場合、発火する可能性がある。
ニオブ粉末と他の金属粉末との比較
対タンタル粉
- ニオブの密度はタンタルよりわずかに低い
- ニオブ粉はタンタル粉より安い
- どちらも融点が高く、電気伝導性に優れている。
- 酸化タンタルは酸化ニオブに比べて安定性が高い。
- ニオブ合金は鉄族金属と混ざりやすい
対クロムパウダー
- ニオブはクロムよりはるかに密度が高い。
- ニオブは高温でも強度を保つ
- クロムパウダーは、ニオブパウダーよりもお求めやすい価格です。
- どちらも融点が高く、耐火性金属である。
- 酸化クロムのスケールは酸化ニオブよりも保護力が高い
対タングステンパウダー
- タングステンは金属の中で最も融点が高い
- タングステン粉はニオブ粉より安い
- ニオブ粉末は圧縮性が若干良い
- どちらも比較的密度の高い金属で、熱的性質に優れている。
- タングステンはより硬く、耐摩耗性に優れている。
対モリブデン粉
- モリブデンはニオブより熱伝導率が高い
- ニオブ粉末は流動特性が良い
- モリブデンは超高温でも強度を保つ
- どちらの金属も熱膨張が比較的小さい。
- モリブデン粉末はニオブより手頃な価格
対バナジウム粉
- ニオブは密度と融点が高い
- ニオブ粉 圧縮性が高い
- バナジウムは高温でより強く、より硬くなる
- どちらもクリープ変形に耐える耐火性金属である。
- バナジウムはチタンと合金化しやすい
よくあるご質問
ニオブ粉末にはどのようなグレードがありますか？
ニオブ粉末は純度99%から純度99.995%までのニオブを取り揃えております。一般的なグレードは、Nb-099 (99%)、Nb-09995 (99.95%)、Nb-09998 (99.98%)ですが、カスタマイズされた純度も可能です。
ニオブ粉末の粒度は？
通常の粒度範囲は1ミクロンから150ミクロン。用途によっては0.2ミクロンまで微細化することも可能です。500ミクロンまでの大きなパウダーも製造可能です。
ニオブ粒子の形状は？
ニオブ粉末の粒子は、球形に近いもの、不規則な塊状のもの、樹枝状 のものがある。製品に圧入するための粉末には、流動性がよく、よく圧縮される球状または不規則な粒子が使用される。
ニオブ粉末は可燃性か爆発性か？
非常に微細なニオブ粉末は、空気と接触すると発火することがある。粗い粉は引火性はないが、非常に細かい粉は取り扱いに注意が必要である。
ニオブ粉末はどのようにして作られるのか？
ほとんどのニオブ粉末は、水素化脱水素法（HDH法）を用いてフェロニオブから製造される。HDHプロセスでは、まずニオブ水素化物粉末を製造し、次に分解して純粋なニオブ粉末にする。
ニオブ粉末中の酸素と窒素の含有量は？
高純度ニオブ粉末の酸素含有量は1500ppm以下。窒素含有量は通常200ppm以下である。酸素含有量が低いため、焼結時のコンタミネーションが減少する。
ニオブ粉末の価格帯は？
ニオブ粉末の価格は1kgあたり$30～$600の間で変動し、純度レベル、粒度範囲、注文数量、サプライヤーのマージンなどに大きく影響される。
ニオブ粉末は主に何に使われるのか？
主な用途は、鉄鋼添加剤、超合金、溶接製品、電子機器、超電導用途などである。宇宙、ガラス、医療、コインなど、ニッチな用途も多い。
ニオブ粉末は環境に有害か？
金属ニオブの毒性レベルは非常に低く、ニオブ粉末は、粉塵の危険を避けるための標準的な予防措置を講じれば、工業用としては安全であると考えられている。特別な環境リスクは存在しない。
ニオブ粉にはどのような規格が適用されますか？
ASTM B393はニオブ及びニオブ合金粉末組成に適用される。その他のニオブ規格は、粉末仕様、試験方法などに間接的に適用される。軍用および航空宇宙用の規格もあります。
