Ero sivun ”Tulenkestävät metallit” versioiden välillä
| [arvioimaton versio] | [arvioimaton versio] |
Poistettu sisältö Lisätty sisältö
KLS (keskustelu | muokkaukset) Mangaanin sulamispiste on sen verran alhaisempi, ettei se kuulu tähän ryhmään, ei myöskään teknetium keinotekoisena radioaktiivisena alkuaineena. |
|||
Rivi 1:
== Määritelmä ==▼
Yleisin määritelmä tulenkestäville metalleille on yli 2204 °C sulamispiste. Tähän määritelmään kuuluvat [[niobium]], [[molybdeeni]], [[Tantaali|tantaali,]] [[volframi]] ja [[renium]]. <ref>''Bauccio, Michael; American Society for Metals (1993). "Refractory metals". ASM metals reference book. ASM International. pp. 120–122 ISBN 978-0-87170-478-8''</ref> Laajemmassa määritelmässä tulenkestäviin metalleihin voidaan myös luokitella kaikki yli 1800 °C:ssä sulavat metallit, johon kuuluvat lisäksi: [[titaani]], [[vanadiini]], [[kromi]], [[zirkonium]], [[hafnium]], [[rutenium]], [[rodium]], [[osmium]] ja [[iridium]] <ref name=":0" />. Radioaktiivisia keinotekoisia alkuaineita ei kuitenkaan luokitella tulenkestäviksi metalleiksi, vaikka niillä olisikin määritelmän mukaiset sulamispisteet <ref name=":2" />. ▼
{| style="float:right; margin:0 0 0.5em 0.5em; border:1px solid #a9a9a9;"
!H
Rivi 144 ⟶ 145:
#90FF00; color:black; font-size:100%; text-align:center;"> </span> Laajempi määritelmä tulenkestävistä metalleista<ref name=":0"><cite class="citation web">[http://www.elsevier.com/wps/find/journaldescription.cws_home/405934/description#description "International Journal of Refractory Metals and Hard Materials"]. Elsevier<span class="reference-accessdate">. Retrieved <span class="nowrap">2010-02-07</span></span>.</cite></ref></div>
|}
'''Tulenkestävät''' eli '''lämmönkestävät''' [[Metalli|metallit]] ovat ryhmä metalleja, joilla on erinomaiset lämmön- ja virumisenkesto-ominaisuudet. Tulenkestäviin metalleihin määritellään tavallisesti kuuluvan metallit, joilla on yli 2200 °C sulamispisteet: [[volframi]], [[molybdeeni]], [[tantaali]], [[niobium]] ja [[renium]]. Laajentuneeseen määritelmään voidaan myös lukea kuuluvan myös [[zirkonium]], [[iridium]], [[hafnium]] ja [[osmium]]. Tulenkestäville metalleille on määritelmän laajuudesta riippumatta yhteistä korkeat sulamispisteet, mekaanisen kestävyyden säilyminen korkeissa lämpötiloissa, korkeat tiheydet ja kemiallinen inerttisyys. Lisäksi tulenkestävillä metalleilla on hyvät sähkönjohto-ominaisuudet ja korkeat höyrynpaineet. <ref name=":1">''David Rowe, Refractory Metals, Heat Treating progress, 11.2003, p. 56-60.''</ref> ▼
Hyvästä kemiallisesta kestävyydestä huolimatta tulenkestävät metallit hapettuvat suhteellisen nopeasti yli 400°C lämpötiloissa. Tämän takia niiden käyttö kuumuuden kestoa vaativissa sovellutuksissa rajoittuu hapettomiin atmosfääreihin ja tyhjiöihin. Tulenkestävistä metalleista valmistettujen tuotteiden happetumiskorroosionkestoa voidaan parantaa komposiittipinnotteilla. <ref name=":2">''J.R. Davis, 2001, Alloying: understanding the basics, pp. 308-333.''</ref> Tulenkestävät metallit kestävät kuitenkin hyvin erialisia happoja, eritoten tantaali, joka syöpyy vain vetyfluoridin vaikutuksesta. <ref>''J.R. Davis, 2001, Alloying: understanding the basics, pp. 308-333.'' </ref>Tulenkestävien metallein tavallisimpia käyttökohteita ovat lämmityslaitteissa induktio- tai vastuslämmittimissä ja muissa laiteosissa, muiden metallien työstöön käytettävissä työkaluissa, sekä säteilykilvissä. Tulenkestäviä [[Metalli|metalleja]] käytetään myös paljon seosmetalleina metalliseoksissa. Esimerkiksi korkeaa virumisenkestoa vaativissa metalliseoksissa voidaan käyttää [[volframi]]<nowiki/>a ja [[Molybdeeni|molybdeeniä]]. Tulenkestävien metallien käyttöä rajoittavat niiden korkea hinta ja huono työstettävyys, pois lukien [[niobium]] ja [[tantaali]], joita voidaan työstää perinteisin keinoin. <ref>''B.A. Chin, P. Banerjee, J. Liu and S. Chen, Special Metallurgial Welding Considerations for Refractory Metals, ASM Handbook Volume 6: welding, brazing and soldering, 1993, p.580-582.'' </ref> [[Renium]]<nowiki/>ia lukuun ottamatta tulenkestäviä metalleja käytetään maailmanlaajuisesti yli 900 tonnia vuosittain. <ref name=":2" /> ▼
▲'''Tulenkestävät''' eli '''lämmönkestävät''' [[Metalli|metallit]] ovat ryhmä metalleja, joilla on erinomaiset lämmön- ja virumisenkesto-ominaisuudet. Tulenkestäviin metalleihin määritellään tavallisesti kuuluvan metallit, joilla on yli 2200 °C sulamispisteet: [[volframi]], [[molybdeeni]], [[tantaali]], [[niobium]] ja [[renium]]. Laajentuneeseen määritelmään voidaan myös lukea kuuluvan myös [[zirkonium]], [[iridium]], [[hafnium]] ja [[osmium]]. Tulenkestäville metalleille on määritelmän laajuudesta riippumatta yhteistä korkeat sulamispisteet, mekaanisen kestävyyden säilyminen korkeissa lämpötiloissa, korkeat tiheydet ja kemiallinen inerttisyys. Lisäksi tulenkestävillä metalleilla on hyvät sähkönjohto-ominaisuudet ja korkeat höyrynpaineet. <ref name=":1">''David Rowe, Refractory Metals, Heat Treating progress, 11.2003, p. 56-60.''</ref>
▲== Määritelmä ==
▲Yleisin määritelmä tulenkestäville metalleille on yli 2204 °C sulamispiste. Tähän määritelmään kuuluvat [[niobium]], [[molybdeeni]], [[Tantaali|tantaali,]] [[volframi]] ja [[renium]]. <ref>''Bauccio, Michael; American Society for Metals (1993). "Refractory metals". ASM metals reference book. ASM International. pp. 120–122 ISBN 978-0-87170-478-8''</ref> Laajemmassa määritelmässä tulenkestäviin metalleihin voidaan myös luokitella kaikki yli 1800 °C:ssä sulavat metallit, johon kuuluvat lisäksi: [[titaani]], [[vanadiini]], [[kromi]], [[zirkonium]], [[hafnium]], [[rutenium]], [[rodium]], [[osmium]] ja [[iridium]] <ref name=":0" />. Radioaktiivisia keinotekoisia alkuaineita ei kuitenkaan luokitella tulenkestäviksi metalleiksi, vaikka niillä olisikin määritelmän mukaiset sulamispisteet <ref name=":2" />.
▲Hyvästä kemiallisesta kestävyydestä huolimatta tulenkestävät metallit hapettuvat suhteellisen nopeasti yli 400°C lämpötiloissa. Tämän takia niiden käyttö kuumuuden kestoa vaativissa sovellutuksissa rajoittuu hapettomiin atmosfääreihin ja tyhjiöihin. Tulenkestävistä metalleista valmistettujen tuotteiden happetumiskorroosionkestoa voidaan parantaa komposiittipinnotteilla. <ref name=":2">''J.R. Davis, 2001, Alloying: understanding the basics, pp. 308-333.''</ref> Tulenkestävät metallit kestävät kuitenkin hyvin erialisia happoja, eritoten tantaali, joka syöpyy vain vetyfluoridin vaikutuksesta. <ref>''J.R. Davis, 2001, Alloying: understanding the basics, pp. 308-333.'' </ref>Tulenkestävien metallein tavallisimpia käyttökohteita ovat lämmityslaitteissa induktio- tai vastuslämmittimissä ja muissa laiteosissa, muiden metallien työstöön käytettävissä työkaluissa, sekä säteilykilvissä. Tulenkestäviä [[Metalli|metalleja]] käytetään myös paljon seosmetalleina metalliseoksissa. Esimerkiksi korkeaa virumisenkestoa vaativissa metalliseoksissa voidaan käyttää [[volframi]]<nowiki/>a ja [[Molybdeeni|molybdeeniä]]. Tulenkestävien metallien käyttöä rajoittavat niiden korkea hinta ja huono työstettävyys, pois lukien [[niobium]] ja [[tantaali]], joita voidaan työstää perinteisin keinoin. <ref>''B.A. Chin, P. Banerjee, J. Liu and S. Chen, Special Metallurgial Welding Considerations for Refractory Metals, ASM Handbook Volume 6: welding, brazing and soldering, 1993, p.580-582.'' </ref> [[Renium]]<nowiki/>ia lukuun ottamatta tulenkestäviä metalleja käytetään maailmanlaajuisesti yli 900 tonnia vuosittain. <ref name=":2" />
== Ominaisuudet ==
Rivi 212 ⟶ 213:
| 2450
|}
Tulenkestävät metallit omaavat alkuaineille suurimmat sulamispisteet heti [[Hiili|hiilen]], [[Osmium|osmiumin]] ja [[Iridium|iridiumin]] jälkeen. Lähes kaikki tähän joukkoon kuuluvat metallit ovat [[Kiderakenne|kiderakenteeltaan]] tilakeskisiä kuutioita, mutta [[renium]] järjestäytyy [[Heksagonaalinen tiivispakkaus|heksagonaaliseksi tiivispakkaukseksi]]. Tähän joukkoon kuuluu monien eri ryhmien metalleja ja niiden ominaisuudet vaihtelevat huomattavasti. <ref>''Borisenko, V. A. (1963). "Investigation of the temperature dependence of the hardness of molybdenum in the range of 20–2500°C". Soviet Powder Metallurgy and Metal Ceramics. '''1''' (3): 182. doi:10.1007/BF00775076'' </ref><ref>''Fathi, Habashi (2001). "Historical Introduction to Refractory Metals". Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. '''22''' (1): 25–53. doi:10.1080/08827509808962488'' </ref>
Tulenkestävät metallit omaavat tavallisesti alhaiset [[Resistanssi|resistanssin]] ja [[Höyrynpaine|höyrynpaineen]] arvot, sekä matalat [[Lämpökapasiteetti|lämpökapasiteetin]] arvot <ref name=":1" />. Näiden metallien tiheydet ovat yleensä suuria <ref name=":3">''What are refractory metals?, Metal Powder Industries Federation, Saatavissa (viitattu 29.4.2019): <nowiki>https://www.pickpm.com/wp-content/uploads/2016/08/What-Are-Refractory-Metals.pdf</nowiki>'' </ref>. Tiheydeltään alhaisin on [[niobium]] ja suurin on [[renium]]. Viidestä tavallisimmasta tulenkestävästä metallista [[Volframi|volframilla]] on korkein sulamispiste, kun taas [[Renium|reniumin]] kiehumispiste on korkein. Lisäksi nämä metallit ovat kovia materiaaleja, jotka kestävät hyvin kulumista, ja ne kestävät hyvin lämpöshokkeja <ref name=":3" />.
Yksi näiden metallien merkittävimmistä ominaisuuksista on niiden vähäinen viruminen. [[Viruminen]] on riippuvainen metallin sulamislämpötilasta, minkä seurauksena esimerkiksi alumiiniseoksen viruminen alkaa noin 200 °C kun taas tulenkestävien metallien virumiseen vaaditaan yli 1500 °C lämpötiloja. Suurien lämpötilojen keston vuoksi nämä metallit soveltuvat käyttötarkoituksiin, joissa materiaalin täytyy kestää suuria voimia korkeissa lämpötiloissa. Tavallisimpia käyttökohteita ovat esimerkiksi suihkumoottorit ja taontatyökalut. <ref>''Schmid, Kalpakjian (2006). "Creep". Manufacturing engineering and technology. Pearson Prentice Hall. pp. 86–93.'' ''<nowiki>ISBN 978-7-302-12535-8</nowiki>'' </ref><ref>''Weroński, Andrzej; Hejwowski, Tadeusz (1991). "Creep-Resisting Materials". Thermal fatigue of metals. CRC Press. pp. 81–93. <nowiki>ISBN 978-0-8247-7726-5</nowiki>'' </ref> Matalissa lämpötiloissa tulenkestävät metallit ovat usein hauraita, mutta tähän muutoslämpötilaan voidaan vaikuttaa useilla eri tekijöillä. Näihin kuuluvat mm. materiaalin puhtaus, metalliseoksen ainesuhteet ja valmistusmenetelmät. <ref>''Montanez, C. (2019) ”That’s All You Need To Know About Refractory Metals”. Saatavissa (viitattu 29.4.2019): <nowiki>https://www.refractorymetal.org/thats-all-you-need-to-know-about-refractory-metals/</nowiki>'' </ref>
=== Kemialliset ominaisuudet ===
Lämmönkestävät metallit koostuvat monen [[Jaksollinen järjestelmä|ryhmän]] metalleista, ja ne omaavat varsin erillaisia kemiallisia ominaisuuksia. Kaikki luokan metallit hapettuvat huomattavasti sulamispistettä alhaisimmissa lämpötiloissa, joten korkean lämpötilan käytännön sovellukset rajoittuvat inerttiin tai vakuumiolosuhteisiin. Muodostunut oksidikerros hidastaa hapettumista. Joidenkin metallien, kuten [[Renium|reniumin]],
{| class="wikitable"
Rivi 305 ⟶ 306:
'''<big>Molekyyliorbitaaliteoria</big>'''
Tulenkestävien metallien lämmönkestävyyttä voidaan selittää vahvan [[Metallisidos|metallisidoksen]] avulla. [[Molekyyliorbitaaliteoria|Molekyyliorbitaaliteorian]] mukaan kaikilla kyseisillä metalleilla on korkea [[sidoskertaluku]] parittomien d-orbitaalien johdosta. [[Siirtymämetalli|Siirtymämetallien]] s- ja d-[[Atomiorbitaali|orbitaalien]] energiaerot ovat pienet, joten niiden ajatellaan muodostavan yhdessä [[Molekyyliorbitaali|molekyyliorbitaalit]]. Tulenkestävien metallien parittomien d-orbitaalien elektronien ajatellaan muodostavan sitovia molekyyliorbitaaleja ja ne muodostavat vahvan valenssivyön. <ref>{{Kirjaviite|Tekijä=Steven S. Zumdahl, Thomas Hummel|Nimeke=Chemical Principles|Vuosi=2004|Sivu=|Julkaisija=Cengage Learning, Inc}}</ref>
<br />Teorian mukaan [[Mangaani|mangaanilla]] olisi suhteellisen korkea sulamispiste (viisi d-elektronia), joten teoria selittää lämmönkestävyyden vain osittain
== Käyttökohteet ==
Rivi 312 ⟶ 314:
=== Molybdeeniseokset ===
[[Molybdeeni|Molybdeenipohjaisia]] seoksia käytetään laajalti, koska ne ovat halvempia kuin ominaisuuksiltaan paremmat volframiseokset. Yleisimmin käytetty molybdeeniseos on '''T'''itaani-'''Z'''irkonium-'''M'''olybdeeniseos TZM, joka koostuu 0,5 % [[Titaani|titaanista]] ja 0,08 % [[Zirkonium|zirkoniumista]] sekä jäljelle jäävät 99,42 % [[Molybdeeni|molybdeenistä]]. Seoksella on korkea virumisenkestävyys ja lujuus korkeissa lämpötiloissa, mikä tekee materiaalin mahdollisista käyttölämpötiloista yli 1060 °C. Mo-30W:n, 70 %: n [[Molybdeeni|molybdeenin]] ja 30 % [[Volframi|volframin]] seoksen korkea vastuskyky sulan [[Sinkki|sinkin]] vaikutukselle tekee siitä ihanteellisen materiaalin sinkin valamiseen. Sitä käytetään myös sulan sinkin venttiilien rakentamiseen. <ref>''Smallwood, Robert E. (1984). "TZM Moly Alloy". ASTM special technical publication 849: Refractory metals and their industrial applications: a symposium. ASTM International.p.14. <nowiki>ISBN 978-0-8031-0203-3</nowiki>'' </ref>
[[Molybdeeni|Molybdeeniä]] käytetään [[Elohopea|elohopealla]] kostutetuissa kielireleissä, koska [[molybdeeni]] ei muodosta [[Amalgaami|amalgaameja]] ja on siksi kestävä nestemäisen elohopean korroosiolle. <ref>''Kozbagarova, G. A.; Musina, A. S.; Mikhaleva, V. A. (2003). "Corrosion Resistance of Molybdenum in Mercury". Protection of Metals. '''39''' (4): p. 374. doi:10.1023/A:1024903616630'' </ref> [[Molybdeeni]] on yleisimmin käytetty tulenkestävä metalli. Sen tärkein käyttökohde on terästä vahvistava seos. Rakenneputket sisältävät usein molybdeeniä, kuten myös monet ruostumattomat teräkset. Sen lujuus korkeissa lämpötiloissa, kulutuskestävyys ja pieni kitkakerroin ovat kaikki ominaisuuksia, jotka tekevät siitä arvokasta seostusaineena. Sen erinomaiset kitkaominaisuudet johtavat sen sisällyttämiseen rasvoihin ja öljyihin, joissa tarvitaan luotettavuutta ja suorituskykyä. Auton vakionopeusliitokset käyttävät molybdeeniä sisältävää rasvaa. Yhdiste tarttuu helposti metalliin ja muodostaa erittäin kovan kitkakestävän pinnoitteen. Suurin osa maailman molybdeenimalmista löytyy Kiinasta, Yhdysvalloista, Chilestä ja Kanadasta. <ref>''Magyar, Michael J. "Commodity Summary 2009:Molybdenum" (PDF). United States Geological Survey. Saatavissa (viitattu 29.4.2019): <nowiki>https://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/molybdenum/mcs-2009-molyb.pdf</nowiki> '' </ref>
=== Volframi ja sen seokset ===
[[Volframi|Volframin]] löysi ruotsalainen kemisti [[Carl Wilhelm Scheele]] vuonna 1781. Volframilla on kaikista metalleista korkein sulamispiste 3410 °C.
[[Tiedosto:Filament.jpg|pienoiskuva| [[Hehkulamppu|Hehkulanka]] 200 watin hehkulampussa ]]
Enintään 22 % [[Renium|reniumia]] seostetaan [[Volframi|volframiin]] sen korkean lämpötilan lujuuden ja korroosionkestävyyden parantamiseksi. [[Torium|Toriumia]] käytetään seosaineena, kun halutaan tehdä sähkökaaria. Sytytys on helpompaa ja kaari palaa vakaammin kuin ilman toriumia. Jauhemetallurgian sovelluksissa sintrausprosessissa on käytettävä sideaineita. [[Volframi|Volframin]] raskasseoksen valmistukseen käytetään laajasti [[Nikkeli|nikkelin]] ja [[Rauta|raudan]] tai nikkelin ja [[Kupari|kuparin]] sideaineseoksia. Seoksen volframipitoisuus on tavallisesti yli 90%. Sideaine-elementtien [[diffuusio]] volframirakeisiin on alhainen myös [[Sintraus|sintrauslämpötiloissa]] ja siksi rakeiden sisäpuoli on puhdasta [[Volframi|volframia]]. <ref>''Lassner, Erik; Schubert, Wolf-Dieter (1999). Tungsten: properties, chemistry, technology of the element, alloys, and chemical compounds. Springer. pp. 234, 255-282. <nowiki>ISBN 978-0-306-45053-2</nowiki>'' </ref>
[[Volframi|Volframia]] ja sen seoksia käytetään usein sovelluksissa, joissa käytetään korkeita lämpötiloja, suuri lujuus on välttämätöntä ja suuri tiheys ei tuota vaikeuksia. Volframilangat kattavat valtaosan kotitalouksien hehkulampuista, mutta ovat yleisiä myös elektrodeina teollisissa valokaarivalaisimissa. <ref name=":4">''National Research Council (U.S.), Panel on Tungsten, Committee on Technical Aspects of Critical and Strategic Material (1973). Trends in Usage of Tungsten: Report. National Research Council, National Academy of Sciences-National Academy of Engineering. pp. 5-17'' </ref>
Sähköenergian muuntaminen valoksi lampuissa tehostuu korkeammissa lämpötiloissa. Siksi korkea sulamispiste on välttämätön hehkulangan ominaisuus hehkulampussa. [[TIG-hitsaus|Kaasuvolframikaarihitsauksessa]] GTAW, joka tunnetaan myös volframi-inerttikaasuhitsauksena eli [[TIG-hitsaus|TIG-hitsauksena]] käytetään pysyvää, sulamatonta elektrodia. Korkea sulamispiste ja sähkökaaren kulumiskestävyys tekevät volframista sopivan materiaalin elektrodille. <ref>''Harris, Michael K. (2002). "Welding Health and Safety". Welding health and safety: a field guide for OEHS professionals. AIHA. p. 28. <nowiki>ISBN 978-1-931504-28-7</nowiki>'' </ref><ref>''Galvery, William L.; Marlow, Frank M. (2001). Welding essentials: questions & answers. Industrial Press Inc. p. 185. <nowiki>ISBN 978-0-8311-3151-7</nowiki>'' </ref>
[[Volframi|Volframin]] suuri tiheys ja lujuus ovat keskeisiä ominaisuuksia sen käyttämisessä aseiden ammuksina <ref name=":4" />. Sitä voidaan käyttää esimerkiksi vaihtoehtona köyhdytetylle uraanille panssarivaunujen aseissa <ref>''Lanz, W.; Odermatt, W.; Weihrauch3, G. (7–11 May 2001). KINETIC ENERGY PROJECTILES: DEVELOPMENT HISTORY, STATE OF THE ART, TRENDS (PDF). 19th International Symposium of Ballistics. Interlaken, Switzerland. p. 1193, Saatavissa (viitattu 29.4.2019): <nowiki>http://aux.ciar.org/ttk/mbt/papers/symp_19/TB191191.pdf</nowiki>'' </ref>. Volframin korkea sulamispiste tekee siitä hyvän materiaalin rakettisuuttimissa, esimerkiksi UGM-27 Polarisissa <ref>''Ramakrishnan, P. (2007-01-01). "Powder metallurgyfor Aerospace Applications". Powder metallurgy : processing for automotive, electrical/electronic and engineering industry. New Age International. p. 38. ISBN 81-224-2030-3''</ref>. Jotkin volframisovellukset eivät liity sen tulenkestäviin ominaisuuksiin vaan yksinkertaisesti sen tiheyteen. Sitä käytetään esimerkiksi tasapainopainoissa lentokoneissa ja helikoptereissa tai golfmailojen päissä. Volframin näissä sovelluksissa voidaan käyttää samankaltaisia tiheitä materiaaleja, kuten kalliimpaa [[Osmium|osmiumia]]. <ref>''Moxson, V. S.; (sam) Froes, F. H. (2001). "Fabricating sports equipment components via powder metallurgy". JOM. '''53''' (4): 39. Bibcode:2001JOM....53d..39M. doi:10.1007/s11837-001-0147-z.'' </ref>
[[Volframi|Volframin]] yleisin käyttökohde on volframikarbidiyhdisteenä pora-, työstö- ja leikkaustyökaluissa. <ref>Anstett, T.F. (1985) Tungsten availability--market economy countries : a minerals availability program appraisal, p. 3</ref>Volframi toimii myös esimerkiksi voiteluaineena, suuttimina, holkkeina, suojapinnoitteena ja öljyn jalostuksessa. Volframia on myös painoväreissä, röntgenkuvissa, valokuvauskemikaaleissa. Suurimmat volframivarannot ovat Kiinassa, esiintymiä myös muiden muassa Koreassa, Boliviassa, Australiassa. <ref name=":4" />
[[Tiedosto:Apollo_CSM_lunar_orbit.jpg|alt=Image of the Apollo Service Module with the moon in the background|pienoiskuva| Apollo CSM:n tumma rakettisuutin on valmistettu niobium-titaaniseoksesta ]]
[[Niobium|Niobiumia]] seostetaan lähes aina tantaalin kanssa ja se nimettiin Nioben, myyttisen kreikkalaisen kuninkaan Tantaluksen tyttären mukaan. Tantaali on nimetty itse kuninkaan mukaan. Niobiumilla on monia käyttökohteita, joista osan se jakaa muiden tulenkestävien metallien kanssa. Niobium on ainutlaatuinen siinä mielessä, että sitä voidaan työstää hehkuttamalla. Tällöin saadaan erilaisia lujuus- ja elastisuusominaisuuksia. <ref name=":5">niobium (Nb), Britannica Academic https://academic-eb-com.libproxy.tuni.fi/levels/collegiate/article/niobium/55896</ref> Niobium on vähiten tiheä tulenkestävä metalli. Sitä käytetään elektrolyyttikondensaattoreissa ja käytännöllisimmissä suprajohtavissa seoksissa, lentokoneiden turbiineissa, tyhjiöputkissa ja ydinreaktoreissa. <ref>Wong, Thomas, M. (2011) “Niobium: properties, production, and applications” <nowiki>https://ebookcentral.proquest.com/lib/tampere/reader.action?docID=3018127#</nowiki> pp. 159-162 </ref>
Niobiumseosta käytetään raketin suuttimissa, kuten Apollo kuumoduulien päämoottorissa. Käytettävä seos on C103, joka koostuu 89 % niobiumista, 10 % hafniumista ja 1 % titaanista <ref name=":5" />. Apollon huoltomoduulin suuttimeen käytettiin toista niobiumseosta. Niobium hapettuu yli 400 °C:n lämpötiloissa, tarvitaan näihin sovelluksiin suojapinnoite, joka estää seoksen hajoamisen.
=== Tantaali ja sen seokset ===
[[Tantaali]] on yksi korroosiokestävimmistä materiaaleista. Tantaalille on löydetty monia tärkeitä käyttötarkoituksia tämän ominaisuuden vuoksi, erityisesti lääketieteellisissä ja kirurgisissa sovelluksissa ja myös happamissa ympäristöissä. <ref>Gladczuk, L.; Patel, A. (2004) Tantalum films for protective coatings of steel <nowiki>https://www-sciencedirect-com.libproxy.tuni.fi/science/article/pii/S0040609004005127</nowiki></ref> Sitä käytetään myös erityisten elektrolyyttikondensaattorien valmistukseen. Tantaalikalvojen kapasitanssi tilavuuden suhteen on suuri. Nämä mahdollistavat elektronisten komponenttien ja piirien pienentämisen. Monet matkapuhelimet ja tietokoneet sisältävät tantaalikondensaattoreita. <ref>“Commodity Report 2019: Tantalum” (PDF). United Sates Geological Survey <nowiki>https://www.usgs.gov/centers/nmic/niobium-columbium-and-tantalum-statistics-and-information</nowiki> </ref>
=== Reniumseokset ===
[[Renium]] on viimeisimpänä löydetty tulenkestävä metalli. Sitä esiintyy alhaisina pitoisuuksina monien muiden metallien kuten muiden tulenkestävien metallien, platinan tai kuparin malmeissa. Se on käyttökelpoinen seoksena muiden tulenkestävien metallien kanssa, joissa se lisää sitkeyttä ja vetolujuutta. Reniumiseoksia käytetään elektroniikan komponenteissa, gyroskoopeissa ja ydinreaktoreissa. Reniumin tärkein käyttökohde on katalyyttinä. Sitä käytetään katalyyttinä esimerkiksi alkyloinnissa, dealkyloinnissa, hydrauksessa ja hapetuksessa. Renium on kallein tulenkestävä metalli, sillä se on niin harvinaista. <ref>John, D. (2015) Rhenium—A Rare Metal Critical to Modern Transportation <nowiki>https://pubs.usgs.gov/fs/2014/3101/</nowiki></ref>
== Katso myös ==
| |||