ما هي خواص الحديد

ما هي خواص الحديد،  المعادن عبارة عن مجموعة من العناصر الكيميائية المتوافرة بطبيعتها وتشكل نسبته من مجموع العناصر الكيميائية الموجودة على سطح الأرض، وتتميز قشرة الأرض عن غيرها من طبقات الأرض التي تحتوي على نسبة عالية من المعادن، ومن أهم هذه المعادن الحديد والبوتاسيوم والألمنيوم والكالسيوم والمغنيسيوم والصوديوم  ويتميز الجزء الآخر من المعادن بعدم قدرته على التفاعل ببساطة مع العناصر الأخرى، سنوضح لكم في هذا الموضوع ما هي خواص الحديد.

حول الحديد

هو عنصر كيميائي يقع في الدورة الثامنة والرابعة من الجدول الدوري ، ورمزه الكيميائي Fe ، ويصنف كمعدن ، ورقمه الذري 26 ، وحالته الفيزيائية صلبة في درجة حرارة الغرفة.

يعود اسم الحديد إلى الشعب الألماني الأنجلو سكسوني الذي عاش في بريطانيا ، وبالنسبة لرمز الحديد فهو يعود إلى الكلمة اللاتينية للحديد وهي Ferrum ، والحديد معدن لامع أو رمادي أو فضي ، ويصدأ بهواء رطب.

يعود تاريخ اكتشاف الحديد إلى ما لا يقل عن 5000 عام ، ويعتبر من أكثر المعادن وفرة وأرخص المعادن في الطبيعة ، حيث يشكل ما يقرب من 5.6٪ من سطح قشرة الأرض ، بالإضافة إلى حقيقة أن اللب الداخلي تتكون الأرض بالكامل من عنصر الحديد.

من اتجاه وفرة المعادن ، يأتي الحديد في المستوى الثاني بعد الألمنيوم ، ومن اتجاه وفرة العناصر يأتي الحديد في المستوى الرابع بعد الأكسجين ، والسيليكون والألمنيوم.

تم العثور على الحديد في النيازك والنجوم والشمس. المغنتيت والهيماتيت من أكثر خامات الحديد الطبيعية وفرة. أستراليا والصين من بين دول العالم التي تنتج الحديد وتصدره. أوكرانيا وروسيا من بين الدول التي تحتوي على معظم ألغامها.

استخدامات الحديد

يستخدم الحديد في العديد من القطاعات والمجالات المختلفة من البناء والتصنيع والبناء والالكترونيات والسيارات ، واستخداماته كالآتي: –

يتم استخدامه في صناعة الفولاذ المقاوم للصدأ

يحتوي على 10.5٪ من الكروم والمعادن الأخرى مثل الموليبدينوم والنيكل والتيتانيوم والنحاس يضاف لزيادة قوته ، ويستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ في المجوهرات والأدوات الجراحية والمحامل والهندسة المعمارية وأدوات المائدة.

يتم استخدامه في صناعة الصلب الكربوني

وهو من أنواع السبائك التي تتكون من الكربون والحديد بنسب مختلفة ، وقد استخدم الفولاذ الكربوني في الهندسة المدنية لصنع قضبان التسليح.

استخدام محفزات الحديد

تُستخدم محفزات الحديد في عملية هابر لإنتاج الأمونيا ، وعملية فيشر تروبش لتحويل الغاز الخام إلى وقود سائل.

يتم استخدامه في صناعة الصلب الكربوني

يستخدم في صناعة الفولاذ الكربوني بالإضافة إلى عناصر أخرى مثل الكروم والمنغنيز والنيكل والتنغستن والفاناديوم ، والفولاذ الكربوني أقوى من الفولاذ الكربوني ، ويستخدم في صناعة أعمدة الكهرباء ، وبراميل البندقية ، والجسور ، أدوات القطع ، سلاسل الدراجات.

يتم استخدامه في صناعة الحديد الزهر

يحتوي على 3-5٪ كربون ويستخدم في صناعة الصمامات والأنابيب والمضخات. إنها ليست صلبة مثل الفولاذ ولكنها أرخص بكثير.

استخدامات أخرى للحديد

• يتم استخدامه في صناعة النقل.
• يتم استخدامه في صناعة الآلات الصناعية.
• تصنيع المغناطيس من الحديد ومركباته وسبائكه.
• يتم استخدامه في صناعة المعدات والألعاب الرياضية.

ما هي خواص الحديد؟

تنقسم خواص الحديد إلى ثلاثة أقسام: الخواص الكيميائية ، والخصائص الفيزيائية ، والخواص الميكانيكية. هذه الخصائص مفصلة في ما يلي: –

أولا ، الخصائص الكيميائية

إنها تلك الخصائص التي يتم ملاحظتها فقط عند حدوث تغيير كيميائي يغير التركيب الداخلي للمادة. كما تستخدم لوصف سلوك المادة في حالة تعرضها لبعض المواد والأحماض والهواء والقواعد والماء ومواد أخرى. تشمل أمثلة الخصائص الكيميائية ما يلي: –

• يتفاعل الحديد مع الأحماض المخففة.
• يتفاعل الحديد مع الهالوجينات مثل البروم والفلور واليود والكلور ويتفاعل مع البورون والكبريت والكربون والسيليكون والفوسفور.
• يصدأ الحديد عند تعرضه للهواء الرطب في ظل وجود الأكسجين وثاني أكسيد الكربون ، وهو مكون صدأ الحديد ، أو ما يعرف بأكسيد الحديديك المائي.

ثانيًا ، الخصائص الفيزيائية

إنها تلك الخصائص التي يمكن قياسها دون تغيير التركيب الداخلي للمادة. تستخدم هذه الخصائص لوصف المواد والتحكم فيها. تتضمن أمثلة الخصائص الفيزيائية ما يلي: –

• الكتلة الذرية للحديد 55845 جرام لكل مول.
• نقطة انصهار الحديد هي 1535 درجة مئوية.
• كثافة الحديد 7.874 جرام لكل سم 3.
• درجة غليان الحديد 2750 درجة مئوية.

ثالثًا ، الخواص الميكانيكية

وهي تلك الخصائص التي تشرح كيفية استجابة المادة عند تعرضها لضغط أحادي الجانب ، وهو ذلك الضغط في اتجاه واحد أو تعرضه للضغط. تتضمن أمثلة الخواص الميكانيكية ما يلي: –

صلابة

تُعرف بالقوة ، وهي قوة الحديد وقدرته على مقاومة الإجهاد الخارجي.

المرونة

هي قدرة الحديد على تغيير شكله عند تعرضه لضغط خارجي ، إضافة إلى قدرته على العودة إلى وضعه الطبيعي عند إزالة الضغط الخارجي.

مقاومة

هي قدرة الحديد على تحمل جميع الضغوط الخارجية التي تقع عليه دون أن يتعرض لأي تغير خارجي أو كسر مثل القص والضغط والشد.

نعومة

إنها إمكانية سحب الحديد.

المعالجة الحرارية

قدرة الحديد على الاستجابة لمعظم عمليات التبريد والتدفئة التي تتم عليه ، وذلك لإعطاء الحديد مجموعة من الخصائص والصفات الجديدة.

الليونة

هي إمكانية طرق الحديد.

صلابة

قدرة الحديد على مقاومة ومقاومة التأثيرات الخارجية مثل التآكل والخدش.

الجدير بالذكر ان في هذا الموضوع نكون قد تحدثنا عن ما هي خواص الحديد، وتعرفنا علي الكثير من المعلومات التي تتعلق بتلك الموضوع، وتعرفنا علي خواص الحديد والاستخدامات المتعددة للحديد، وتعرفنا أيضا علي استخدام الحديد في صناعة الفولاذ المقاوم للصدأ، وتكلمنا علي استخدامات اخري للحديد في الكثير من المجالات المختلفة.