تفاوت آهن با آلومینیوم

آهن چیست؟

آهن (Iron) یک عنصر شیمیایی با نماد Fe و عدد اتمی 26 است. فلزی است که متعلق به گروه 8 جدول تناوبی است. جرم رایج ترین عنصر روی زمین از نظر جرم می باشد. آهن درست در نقطه مقابل اکسیژن (Oxygen) است و به ترتیب 1/32 و 1/30 درصد از بخش اعظم هسته بیرونی و درونی زمین را تشکیل می دهد. این عنصر چهارمین عنصر رایج در پوسته زمین است. در ادامه همراه گروه مهندسی فیلت باشید.

آهن دومین فلز فراوان در پوسته زمین پس از آلومینیوم است و آهن بیشتری نسبت به سایر فلزات روی هم ساخته شده است. سنگ معدن ها که عمدتاً اکسیدها هستند در دمای بالا در کوره بلند با کربن (کک) به آهن تبدیل می شوند. بیش از نود و هشت درصد از این مقدار به طور مستقیم به فولاد تبدیل می شود بدون اینکه حتی اجازه دهید پس از خروج از کوره ای که در آن ساخته شده است جامد شود. مقدار نسبتاً کمی به عنوان چدن و فرفورژه استفاده می شود.

سطوح آهن خالص بکر و صاف به رنگ خاکستری نقره ای آینه مانند است. با این حال، آهن به راحتی با اکسیژن و آب (Water) واکنش نشان می دهد و اکسیدهای آهن هیدراته قهوه ای به سیاه می دهد که معمولاً به عنوان زنگ (Rust) شناخته می شود. برخلاف اکسیدهای برخی فلزات دیگر که لایه‌های غیرفعال را تشکیل می‌دهند، زنگ حجم بیشتری نسبت به فلز اشغال می‌کند و بنابراین پوسته پوسته می‌شود و سطوح تازه را در معرض خوردگی قرار می‌دهد. اگرچه آهن به راحتی واکنش نشان می دهد اما آهن با خلوص بالا که آهن الکترولیتی (Electrolytic Iron) نامیده می شود، در برابر خوردگی مقاوم بهتری دارد.

از نظر شیمیایی، رایج ترین حالت های اکسیداسیون آهن، آهن (II) و آهن (III) است. آهن در بسیاری از خواص سایر فلزات واسطه، از جمله عناصر گروه هشت جدول تناوبی دیگر، روتنیوم (Ruthenium) و اسمیم (Osmium)، اشتراک دارد. آهن ترکیباتی را در طیف وسیعی از حالت های اکسیداسیون، ۲- تا ۷+ تشکیل می دهد. آهن همچنین بسیاری از ترکیبات هماهنگ کننده را تشکیل می دهد. برخی از آنها، مانند فروسن (Ferrocene)، فریوکسالات (Ferrioxalate)، و آبی پروس (Prussian Blue)، کاربردهای صنعتی، پزشکی یا تحقیقاتی قابل توجهی دارند.

فهرست مطالب

• تاریخچه آهن
• خواص آهن
• کاربرد آهن در صنعت
• آلیاژهای آهن
• تفاوت آهن با آلومینیوم

مقاله پیشنهادی: کامودیتی چیست؟

گروه مهندسی فیلت؛
طراحی نقشه، ساخت قالب اكستروژن و تولید كننده پروفیل آلومینیوم در مقاطع عمومی و اختصاصی همراه با خدمات آندایزینگ و رنگ پودری الکترواستاتیک و برشکاری در خدمت مشتریان محترم و بزرگوار می باشد.

تاریخچه آهن

اولین تولید آهن در عصر برنز میانه (Middle Bronze Age) آغاز شد، اما چندین قرن طول کشید تا آهن جایگزین برنز شود. نمونه هایی از آهن ذوب شده از اسمار (Asmar)، بین النهرین و بازار بلند چاگر (Chagar Bazaar) در شمال سوریه بین 3000 تا 2700 سال قبل از میلاد ساخته شده است. هیتی ها (Hittites) در حدود 1600 سال قبل از میلاد امپراتوری در شمال مرکزی آناتولی تأسیس کردند. به نظر می رسد که آنها اولین کسانی هستند که تولید آهن از سنگ معدن آن را درک کرده و در جامعه خود به آن اهمیت می دهند. هیتی ها بین 1500 تا 1200 سال قبل از میلاد شروع به ذوب آهن کردند و این عمل پس از سقوط امپراتوری آنها 1180 سال قبل از میلاد به بقیه خاور نزدیک گسترش یافت. دوره بعدی عصر آهن (Iron Age) نامیده می شود.

تخمین زده می شود که مردم بیش از 5000 سال است که از آهن استفاده می کنند. اقلام آهنی که می توان آنها را به حدود 3500 سال قبل از میلاد مسیح ردیابی کرد در مصر یافت شده است. آنها تقریباً 7/5 درصد نیکل (Nickel) دارند که نشان می دهد منشاء شهاب سنگی داشته اند.

آشنایی با تولیدات گروه مهندسی فیلت: پروفیل آلومینیوم شیاردار مهندسی 20*40 میلیمتر وی اسلات

آهن در حدود 1500 سال قبل از میلاد از سنگ معدن آن ذوب شد، که فلز قوی تری را ایجاد کرد که قدرت اقتصادی و سیاسی را ارائه داد و عصر آهن را آغاز کرد.

در سال 1722، رنه آنتوان فرشو رئومور (René Antoine Ferchault de Réaumur) کتابی در مورد انواع مختلف آهن نوشت، و اینکه چگونه فولاد، آهن فرفورژه و چدن را می‌توان از طریق میزان کربنی که در اختیار داشتند، تشخیص داد. این عنصر در طول انقلاب صنعتی، که بلافاصله پس از آن آغاز شد، کلیدی بود و برای توسعه ماشین‌آلات، ساختمان‌ها و ابزارها حیاتی بود.

خواص آهن

آهن دارای خواص زیادی است که آن را در طیف وسیعی از صنایع، از متالورژی گرفته تا بازیافت، بسیار مفید می کند. فهرست زیر جامع نیست، اما بینشی در مورد برخی از خواص آهن را ارائه می دهد.

• توانایی فرومغناطیسی: این بدان معنی است که آهن می تواند آهنربا ایجاد کند یا به آهنربا جذب شود، به این معنی که جدا کردن آن از مواد غیر آهنی آسان تر است.
• نرمی: یکی از شناخته شده ترین خواص مکانیکی آهن میزان سختی آن است. آهن یک فلز نرم است اما در ترکیب با اجزای دیگر بسیار قوی می شود و می تواند برای تعداد زیادی کاربرد و در بخش های مختلف استفاده شود.
• هزینه کم: این عنصر همچنین مقرون به صرفه است و آن را برای بسیاری از صنایع در سراسر جهان ارزشمند می کند.
• چکش خواری: آهن همچنین می تواند تحت فشار، مانند چکش، تغییر شکل دهد، به این معنی که کار با آن و شکل دادن به آن آسان است.
• حل پذیری: آهن در اسیدهای رقیق حل می شود.
• رسانایی: این عنصر رسانای الکتریسیته و گرما است و همانطور که گفته شد به راحتی می توان آن را مغناطیسی کرد.

بیشتر بدانید: پروفیل لوله آلومینیوم چیست؟

کاربرد آهن در صنعت

آهن، به طور کلی، در گذشته به شدت برای ابزار و سلاح استفاده می شد. به عنوان مثال، سنگ آهن حاوی وانادیوم (Vanadium) برای ایجاد فولاد دمشقی، مناسب برای شمشیرسازی مورد استفاده قرار می گرفت.

امروزه ما تمایل داریم از آهن برای تولید فولاد استفاده کنیم که اغلب در ساخت و مهندسی عمران استفاده می شود. فولاد ضد زنگ، که در برابر خوردگی بسیار مقاوم است، معمولاً در کارد و چنگال آشپزخانه، لوازم خانگی و ظروف آشپزی استفاده می شود. همچنین برای تجهیزات بیمارستانی استفاده می شود.

موارد استفاده از آهن در زندگی روزمره شامل ماشین آلات و ابزار و همچنین وسایل نقلیه، بدنه کشتی ها، عناصر سازه ای ساختمان ها، پل ها و هواپیما می باشد. آهن در بخش های متعددی مانند الکترونیک، تولید، خودروسازی و ساخت و ساز و ساختمان استفاده می شود.

آشنایی با تولیدات گروه مهندسی فیلت: پروفیل ناودانی آلومینیوم کف 30، بال 30 و ضخامت 1/8 میلیمتر

آهن در مواردی مانند ماده اصلی تشکیل دهنده فلزات، آلیاژهای آهنی و فولادها و به صورت آلیاژ شده با کربن (Carbon)، نیکل (Nickel)، کروم (Chromium) و عناصر مختلف دیگر برای تشکیل چدن یا فولاد مورد استفاده قرار می گیرد.

آلیاژهای آهن

آهن یک ماده بسیار مهم و ضروری برای زندگی روزمره ما است و تقریباً در همه جا یافت می شود، و همچنین جزء حیاتی بسیاری از آلیاژها است. برخی از پرکاربردترین آلیاژهای آهن به شرح ذیل می باشد.

• فولاد (Steel): ترکیبی از آهن و کربن، این ماده به طور گسترده در ساخت و ساز، سلاح و حمل و نقل استفاده می شود.
• فولاد ضد زنگ: ایجاد شده با افزودن حداقل 10.5 درصد کروم (Chromium)، فولاد ضد زنگ مقاومت بسیار بالایی در برابر خوردگی دارد و آن را به گزینه ای عالی برای محیط های چالش برانگیز تبدیل می کند.
• فولاد کربنی: این آلیاژ خیلی شکننده یا انعطاف پذیر نیست، چکش خوار است و استحکام کششی کمی دارد.
• چدن (Cast Iron): مشتق شده از چدن خام و آلیاژ شده با کربن (3 تا 5 درصد) و سیلیکون (Silicone)، چدن سبک وزن، قوی و مقاوم در برابر سایش است.
• آهن و نیکل: آلیاژی ایجاد می کند که در برابر حرارت و اسیدها مقاوم تر است.
• آهن و منگنز (Manganese): این آلیاژ فوق العاده بادوام است.
• آهن و تنگستن: افزودن تنگستن (Tungsten) به آهن، آن را به آلیاژی تبدیل می کند که قادر به حفظ سختی در دماهای بالا است.

آشنایی با تولیدات گروه مهندسی فیلت: پروفیل تسمه آلومینیوم 2.5*13 میلیمتر

تفاوت آهن با آلومینیوم

آهن یک عنصر شیمیایی با عدد اتمی 26 و نماد شیمیایی Fe است در حالی که آلومینیوم (Aluminium) یک عنصر شیمیایی با عدد اتمی 13 و نماد شیمیایی Al است. تفاوت اصلی بین آهن و آلومینیوم این است که آهن از آلومینیوم سنگین تر است. علاوه بر این، آلومینیوم در مقایسه با آهن نقطه ذوب پایینی دارد.

آهن و آلومینیوم فلزات مختلفی هستند که خواص متفاوتی از خود نشان می دهند. هر دو فلز آهن و آلومینیوم دارای جرم مولکولی، وزن اتمی و اعداد اتمی متفاوت هستند. آنها همچنین دارای تفاوت در خواص شیمیایی و فیزیکی هستند.

یکی از اولین تفاوت هایی که می توان بین این دو فلز یافت این است که آهن از آلومینیوم سنگین تر است. آلومینیوم تنها دارای وزن مخصوص 2.7 گرم بر سانتی متر مکعب است که بسیار کمتر از آهن است. این وزن کم، آلومینیوم را به فلز بهتری برای استفاده در ماشین‌های مختلف تبدیل می‌کند.

آشنایی با تولیدات گروه مهندسی فیلت: پروفیل نبشی آلومینیوم 60*60 با ضخامت 4 میلیمتر

به عنوان یک فلز، آلومینیوم رایج ترین فلز و یک فلز غیر آهنی است. به طور عمده، ما از این ماده برای اهداف آلیاژی استفاده می کنیم. همچنین به دلیل چگالی کم آلومینیوم در تولید وسایل نقلیه، هواپیما و غیره متداول است و از آنجایی که سمی نیست می‌توان از فویل‌های آلومینیومی در بسته‌بندی استفاده کرد. به دلیل هزینه کم و رسانایی بالا، این فلز در کاربردهای الکتریکی نیز رایج است.

خوب، تفاوت دیگری که می توان دید این است که آهن مغناطیسی و آلومینیوم غیر مغناطیسی است. هنگام مقایسه قیمت ها، آلومینیوم گران تر از آهن است. زیرا استخراج آلومینیوم از سنگ معدن آن بسیار پرهزینه از استخراج آهن از سنگ معدن آن است. با این حال، آلومینیوم فراوان ترین فلز موجود در زمین است.

آلومینیوم رسانای بهتری برای الکتریسیته نسبت به آهن است. آلومینیوم همچنین انعطاف پذیرتر از آهن است. از نظر چکش خواری، آلومینیوم در بین فلزات رتبه دوم را دارد. همچنین از نظر شکل پذیری در رتبه ششم قرار دارد.

جمع بندی

به صورت خلاصه می توان گفت:

• آلومینیوم سبک تر از آهن است.
• آلومینیوم فراوان ترین فلز موجود در زمین است.
• آهن مغناطیسی و آلومینیوم غیر مغناطیسی است
• آلومینیوم دارای عدد اتمی 13 و وزن اتمی 26.981539 گرم مول، آهن دارای عدد اتمی 26 و وزن اتمی 55.845 گرم مول است.
• آهن نقطه جوش و ذوب بالاتری نسبت به آلومینیوم دارد.
• آلومینیوم گران تر از آهن است.
• آلومینیوم رسانای بهتر الکتریسیته و انعطاف پذیرتر از آهن است.

آشنایی با تولیدات گروه مهندسی فیلت: پروفیل قوطی آلومینیوم 40*80 با ضخامت 4 میلیمتر

گروه مهندسی فیلت؛
طراحی نقشه، ساخت قالب اكستروژن و تولید كننده پروفیل آلومینیوم در مقاطع عمومی و اختصاصی همراه با خدمات آندایزینگ و رنگ پودری الکترواستاتیک و برشکاری در خدمت مشتریان محترم و بزرگوار می باشد.
جهت مشاوره فنی و سفارش تماس حاصل فرمایید.
02144675798 – 09123018710