ニオブ
ニオブは地球の地殻における存在量で34番目の元素であるとされており、およそ20 ppm含まれているとされる。地球全体での存在度はより大きいと考えている者もおり、ニオブの高い密度のために地球のコアに濃縮されているとしている。ニオブの単体は自然界では発見されておらず、他の元素と化合して鉱物中に含まれている。ニオブを含む鉱物は、タンタルも含んでいることが多い。たとえば、コルンブ石 ((Fe,Mn)(Nb,Ta)2O6) やコルタン ((Fe,Mn)(Ta,Nb)2O6) といったものがある。コルンブ石、タンタル石といった鉱物(最も一般的な種類はコルンブ石-(Fe)またはタンタル石-(Fe))は、ペグマタイトの貫入やアルカリ性貫入岩の随伴鉱物として見つかることが最も多い。カルシウム、ウラン、希土類元素といったもののニオブ酸塩としても見つかる。こうしたニオブ酸塩の例としてはパイロクロア ((Na,Ca)2Nb2O6(OH,F)) (現在ではグループに与えられた名前となっており、その中で一般的なものはフルオロカルシオパイクロア)、ユークセン石(英語版)(正確にはユークセン石-(Y))((Y,Ca,Ce,U,Th)(Nb,Ta,Ti)2O6) といったものがある。
ニオブの大規模な鉱脈は、パイロクロアの構成物として、カーボナタイト(炭酸塩-ケイ酸塩火成岩)に関連して発見される。
現時点で採掘されているパイロクロアの3大鉱床は、2つがブラジルに、1つがカナダにあり、どれも1950年代に発見され、なおもニオブ鉱石の主な供給源となっている。最大の鉱床は、ブラジルのミナスジェライス州アラシャにあり、カーボナタイトの貫入物に随伴したもので、CBMM(ブラジル冶金鉱業会社)が保有している。もう1つのブラジルの採掘中鉱床はゴイアス州カタラン近郊にあり、やはりカーボナタイト貫入物に伴うもので、洛陽欒川モリブデン(中国語版)が保有している。これら2つの鉱床で、世界全体の供給のおよそ88パーセントを生産している。ブラジルにはほかにも、アマゾナス州サン・ガブリエウ・ダ・カショエイラ(ポルトガル語版)近郊に大規模だが未採掘の鉱床があり、ロライマ州にあるものなど、より小規模な鉱床もいくつかある。
ニオブの3番目の供給源は、カナダのケベック州チクーチミ(英語版)近郊サントノーレ(英語版)にあるニオベック鉱山で、やはりカーボナタイトに伴うもので、マグリス・リソーシズが保有している。この鉱山では、世界全体の供給の7パーセントから10パーセント程度を生産している。
ワー・チャンは、原子力用ジルカロイを精製する過程で得られたハフニウムを在庫しており、これを商業用に利用したいと考えていた。Cシリーズ合金で103番目に試したニオブ89パーセント、ハフニウム10パーセント、チタン1パーセントの組み合わせが、成形性と高温特性の点で最適であった。ワー・チャンは1961年に、真空アーク溶解および電子ビーム溶解を用いて、最初のC-103合金500ポンド(約225キログラム)を製造し、インゴットから板金にした。意図されていた用途はガスタービンエンジンや液体金属用熱交換器であった。当時C-103に競合していたニオブ合金としては、ファンスティール冶金製のFS85(ニオブ61パーセント、タングステン10パーセント、タンタル28パーセント、ジルコニウム1パーセント)、ワー・チャンおよびボーイング製Cb129Y(ニオブ79.8パーセント、タングステン10パーセント、ハフニウム10パーセント、イットリウム0.2パーセント)、ユニオンカーバイド製Cb752(ニオブ87.5パーセント、タングステン10パーセント、ジルコニウム2.5パーセント)、およびスペリアー・チューブ製のニオブ99パーセント、ジルコニウム1パーセント合金であった。