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Accueil > Science pour tous > 2019 - Année internationale du tableau périodique des éléments > Tous les éléments présentés

Niobium

Le niobium est un métal rare, assez mou, gris, ductile. Il est l’un des cinq métaux réfractaires (comme le molybdène, le tantale, le tungstène et le rhénium). Sur les surfaces exposées à l’air, il se forme un film d’oxyde. Le « coltan » est le minerai dont on extrait le niobium et le tantale. Il est formé par l’association de deux minéraux, la colombite [(Fe, Mn) Nb2O6] et la tantalite [(Fe, Mn) (Ta, Nb)2O6], en proportion variable.

Étymologie  : vient du nom « Niobe », fille de Tantale, personnage tragique de la mythologie grecque.

Origine : Le niobium est produit par capture de neutrons, en partie dans le coeur des étoiles massives et lors de l’explosion en supernova en fin de vie de ces étoiles. Il est également produit lors de la fusion de deux étoiles à neutrons.

Historique  : Le niobium a une histoire tourmentée. En 1801, Charles Hatchett (1765-1847) identifie ce métal dans son minerai la colombite et le nomme columbium. Huit ans plus tard, William Hyde Wollaston (1766-1828) déclare que le colombium est en fait le tantale, déjà connu. En 1846, le chimiste allemand Heinrich Rose (1795-1864) comprend que le minerai de tantale renferme les deux éléments. Il nomme le « nouvel » élément « niobium », d’après Niobe.

Minéral de colombite contenant l’oxyde de niobium / Le colombium était le premier nom du niobium - Crédits photo : Wikipédia / Rob Lavinsky, iRocks.com – CC-BY-SA-3.0

Le niobium dans la vie courante :
Pour la plus grande part (environ 90 %), le niobium est utilisé comme élément d’alliage dans les aciers. Il donne des propriétés considérables aux matériaux auxquels il est ajouté. Par exemple, l’acier contenant du niobium possède une résistance à la corrosion supérieure à celle de l’acier pur.
Le reste de la production mondiale passe dans l’élaboration de superalliages pour les pièces des moteurs à réaction et les tuyères de fusée. Il a conduit l’homme sur la Lune ! Les superalliages au niobium permettent également de fabriquer certains aimants supraconducteurs utilisés dans les bobines des accélérateurs de particules et des scanners IRM.

Tuyère de fusée en alliage de niobium (moteur Merlin) - Crédits photo : Wikipédia / Steve Jurvetson from Menlo Park, USA CC BY 2.0

Le niobium à l’Insitut UTINAM :
Le niobium comme le titane peut être coloré par anodisation. L’anodisation est un traitement de surface qui permet de former une couche d’oxyde de niobium par oxydation anodique. L’épaisseur de la couche d’oxyde dépend de la tension d’anodisation. La variation d’épaisseur va permettre d’obtenir par effet d’interférences toutes les couleurs du spectre lumineux visible. La coloration par anodisation du niobium et du titane est utilisée dans le domaine de la bijouterie. L’Institut UTINAM étudie la croissance des couches d’oxyde de niobium et de titane dans différents milieux d’anodisation.

Anodisation colorée - Crédits photo : Institut UTINAM