سازه ها

آلیاژهای عنصر آهن

آهن و کربن آلیاژ معروف فولاد را تشکیل می دهند. آهن آلات عامل آلیاژی اصلی در فروآلیاژها است، طبقه بندی آلیاژهایی با کمتر از 50 درصد آهن و غلظت بالایی از سیلیکون، منگنز، آلومینیوم، نیکل، کروم، مولیبدن، وانادیم یا عناصر دیگر. فروآلیاژها برای استفاده مستقل مناسب نیستند. بلکه به دلیل نقطه ذوب پایین آنها به فولاد مایع اضافه می شوند تا فولاد آلیاژی ایجاد شود. بسته به عامل آلیاژی اصلی در فولاد آلیاژی، فلز می تواند خواص شیمیایی متفاوتی داشته باشد. به عنوان مثال بیسموت در فولاد ماشین کاری را بهبود می بخشد، سیلیکون خواص مغناطیسی را افزایش می دهد.

 

کاربردهای آهن در دنیای امروز

عنصر آهن برای چه مواردی استفاده می شود؟

کاربردهای ساختاری آهن

عنصر آهن در طراحی معماری و سازه بسیار مهم است. به عنوان یک عامل آلیاژی کلیدی، آهن به عنوان پایه در ساخت فولاد، ورق آهن، چدن و آهن فرفورژه استفاده می شود. آهن و آلیاژهای آن در طیف گسترده‌ای از صنایع تولیدی استفاده می‌شوند و اجزای ساختاری کلیدی را در وسایل نقلیه، ساختمان‌ها، کشتی‌ها و سایر لوازم تشکیل می‌دهند. عنصر آهن می تواند سازه های بزرگتر و قوی تری را نسبت به سایر مصالح ساختمانی مانند سنگ، چوب و آجر با مصالح کمتر و هزینه کم پشتیبانی کند. فولاد برای ساختمان‌ها، زیرساخت‌ها، ماشین‌ها، مهر زنی فلزات، ساخت و موارد دیگر استفاده می‌شود - مانند پشم فولادی که عمدتاً آهن خالص با کمی کربن اضافه شده است.

 

آهن به عنوان یک کاتالیزور

آهن فعال یا ترویجی نیز به عنوان کاتالیزور در انواع صنایع شیمیایی استفاده می شود. به طور خاص، مگنتیت، یک اکسید آهن، به عنوان یک کاتالیزور در فرآیند هابر-بوش استفاده می شود. آهن واکنش بین هیدروژن و نیتروژن را برای تولید آمونیاک، یک فرآیند صنعتی در مقیاس بزرگ، سرعت می بخشد. علاوه بر این، مگنتیت در فرآیندهای گاز به مایع (GTL) استفاده می شود که گاز طبیعی را به سوخت مصنوعی تبدیل می کند.

 

آهن کی و چگونه کشف شد؟

تاریخ آهن

مورخان و باستان شناسان معتقدند که عنصر آهن حدود پنج هزار سال است که مورد استفاده قرار می گرفته است. در حالی که قبلاً در تاریخ گهگاه از آن استفاده می شد، آهن در طول عصر آهن (1200 قبل از میلاد - 600 قبل از میلاد) رایج شد، مرحله سوم پیشرفت عصر سنگ-برنز-آهن. عصر آهن در حدود 1200 سال قبل از میلاد در مدیترانه و اروپای شرقی آغاز شد، اگرچه فقط به مناطق آسیایی نزدیک به 600 قبل از میلاد گسترش یافت. در این دوره زمانی آهن به تدریج جایگزین برنز به عنوان ماده اولیه ساخت ابزار و سلاح شد. مورخان گمان می‌کنند که زمانی که انسان‌ها ذوب آهن و کربن را برای ایجاد فولاد بسیار قوی‌تر رواج دادند، استفاده از آهن رایج‌تر شد.

 

چه کسی آهن را کشف کرد

در مورد کشف خاص آهن اطلاعات زیادی در دست نیست زیرا از زمان های قدیم توسط انسان ها استفاده می شده است. باستان شناسان می توانند مهره های آلیاژی آهن و نیکل را به 3200 سال قبل از میلاد مسیح ردیابی کنند.

 

آهن در کجای کیهان یافت می شود

آهن در طبیعت فوق العاده برجسته است. این عنصر چهارمین عنصر فراوان در پوسته زمین و دومین فلز پس از آلومینیوم، اکسیژن و سیلیکون است. همچنین اعتقاد بر این است که آهن جزء اصلی هسته زمین است. آهن به ندرت در طبیعت خالص یافت می شود. بلکه به صورت سنگ آهن، توده ای ترکیبی از آهن و سایر مواد معدنی و عناصر یافت می شود. رایج ترین سنگ معدن آهن عبارتند از: هماتیت (Fe2O3)، مگنتیت (Fe3O4)، لیمونیت (FeO(OH)·n(H2O))، گوتیت (FeO(OH)) و سیدریت (FeCO3) و تاکونیت.

 

آهن همچنین در خورشید، ستاره ها و در شهاب سنگ ها یافت می شود. به طرز شگفت انگیزی، آهن می تواند در هسته ستاره ها ذوب شود. هلیم پایه اولیه هسته ستاره است، اما اگر ستاره به اندازه کافی داغ باشد و انرژی کافی آزاد کند، می تواند به تدریج هلیوم را به کربن، سپس به اکسیژن و سپس به سیلیکون ذوب کند. اگر ستاره ای آنقدر بزرگ باشد که جرم آن 8 تا 12 برابر خورشید باشد که به آن «ابرغول» می گویند، انرژی کافی برای ذوب هسته سیلیکونی خود به آهن دارد. در این مرحله ستاره مقادیر عظیمی انرژی آزاد می کند. با این حال، از آنجایی که ساختار اتمی آهن بسیار پایدار است، نمی توان آن را بیشتر ذوب کرد و هسته ستاره به طور ناگهانی نمی تواند تعادل خود را حفظ کند. در آن نقطه ستاره یا در یک ابرنواختر منفجر می شود یا به یک سیاهچاله فرو می ریزد.

https://www.intensedebate.com/people/ahanbanan