Qu’est-ce que l’oxyde de niobium ?
L’oxyde de niobium est le terme général désignant les oxydes de l’élément niobium, de numéro atomique 41 et de symbole élémentaire Nb.
Il existe plusieurs formes d’oxyde, en fonction du nombre d’oxydation, mais les plus courantes sont l’oxyde de niobium (II) (NbO) avec un nombre d’oxydation de +2 et l’oxyde de niobium (V) (Nb2O5) avec un nombre d’oxydation de +5. L’oxyde de niobium (II) est parfois appelé “monoxyde de niobium” et le (V) “pentoxyde de niobium”.
Utilisations de l’oxyde de niobium
L’oxyde de niobium est utilisé dans l’industrie comme matériau pour une large gamme de produits, notamment les céramiques fines et les matériaux piézoélectriques. L’une de ses caractéristiques est qu’il possède un indice de réfraction élevé dans le domaine de la lumière visible. Grâce à celle-ci, il est principalement ajouté aux lentilles haut de gamme des appareils photo compacts et reflex à objectif unique. Ils contribuent ainsi à la miniaturisation et à la réduction du poids des produits.
Les couches minces d’oxyde de niobium sont également des substances résistantes à la corrosion et aux acides. Il est donc utilisé dans une très large gamme d’utilisations, notamment la fabrication de verre pour les automobiles et les matériaux de construction, de films faiblement réfléchissants pour les écrans, de matériaux semi-conducteurs, de matériaux photocatalytiques, de condensateurs céramiques stratifiés et de métal pour valves.
Propriétés de l’oxyde de niobium
1. informations de base sur l’oxyde de niobium (II)
L’oxyde de niobium (II) a un poids de formule de 108,9, un point de fusion de 1 937 °C et un aspect solide noir à température ambiante. Son numéro d’enregistrement CAS est le 12034-57-0 et sa densité est de 7,30 g/mL. Il est insoluble dans l’eau mais légèrement soluble dans le chlorure d’hydrogène (mais insoluble dans l’acide nitrique). Le composé est ininflammable et stable dans des conditions de stockage normales. Il possède une conductivité métallique.
2. Informations de base sur l’oxyde de niobium (V)
L’oxyde de niobium (V) a un poids de formule de 265,81, un point de fusion de 1 512 °C et un aspect de poudre blanche à température ambiante. Il a une densité de 4,60 g/mL et est insoluble dans l’eau. Il l’est également dans les acides minéraux, à l’exception de l’acide fluorhydrique. Il est toutefois soluble dans les alcalis. Son numéro d’enregistrement CAS est le 1313-96-8.
Types d’oxyde de niobium
L’oxyde de niobium est principalement vendu sous forme de produits réactifs pour la recherche et le développement, ainsi que sous forme de composés industriels de niobium. L’oxyde de niobium (II) et (V) sont tous deux commercialisés. En général l’oxyde de niobium (V) est toutefois principalement utilisé.
1. Produits réactifs pour la recherche et le développement
La plupart des produits réactifs pour la recherche et le développement actuellement commercialisés en tant qu’oxyde de niobium sont de l’oxyde de Niobium (V), souvent appelé “pentoxyde de niobium”. Ils sont disponibles dans des contenances de 5g, 25g, 50g, 100g, 500g et autres, qui sont faciles à manipuler en laboratoire. La substance est généralement traitée comme un produit réactif qui peut être stocké à température ambiante. L’oxyde de niobium (II) est également distribué en tant que produit, mais dans une moindre mesure.
2. Composés industriels de niobium
L’oxyde de niobium vendu sous forme de composés industriels de niobium est aussi essentiellement de l’oxyde de niobium (V). Il est destiné à être utilisé comme matière première pour les céramiques telles que les matériaux piézoélectriques et les monocristaux optiques. Il est donc vendu dans des unités de volume relativement important telles que 20 kg (seaux métalliques).
Autres informations sur l’oxyde de niobium
1. Synthèse de l’oxyde de niobium
L’oxyde de niobium (V) peut être synthétisé par la réaction d’hydrolyse du chlorure de niobium (V). L’oxyde de niobium (II) peut également l’être par réduction de l’oxyde de niobium (V) par de l’hydrogène moléculaire ou par homogénéisation.
2. Réactions chimiques de l’oxyde de niobium
La réduction de l’oxyde de niobium (V) est utilisée universellement dans l’industrie pour obtenir du niobium autonome. Parmi les réactions spécifiques, on peut citer celles qui utilisent l’aluminium et celles qui utilisent le carbone via le carbure de niobium comme intermédiaire.
Il est également possible d’obtenir du chlorure de niobium (V) en faisant réagir l’oxyde de niobium (V) avec du chlorure de thionyle. L’oxychlorure de niobium NbOCl3 peut également être obtenu par réaction avec le tétrachlorure de carbone CCl4.