پودر آهن و شمش آهن چیست و چه کاربردهایی دارد؟

پودر آهن (شمش آهن) در بسیاری از گریدها تولید می شود زیرا هر محصول تولید شده از پودر بر اساس خلوص ، چگالی ، دانه بندی و روش تولید طبقه بندی می شود. وقتی صحبت از فلز خالصی می شود که در فرآیندهای تولید مورد استفاده قرار می گیرد بیشتر مردم به دال یا تکه های فلز فکر می کنند که در محصولات نهایی کار و تولید می شوند.

با این وجود چندین فلز خالص به صورت پودر در می آیند. بنابراین از پودر آهن اتمیزه با آب با خلوص بالا را برای ساخت قطعات ماشین آلات که به اجزای قوی نیاز دارند یا پودر مقاومت سبز خوب برای رنگ های مغناطیسی یا جوهرهای چاپ  استفاده فراوانی می شود.

کشف فلز آهن را می توان در تاریخ تکامل بشریت بسیار برجسته خواند. ما سود زیادی از این فلز کسب کرده ایم و بیشتر پیشرفت های صنعتی ارزشمند خود را مدیون آهن و فولاد هستیم. در حالی که از نظر مردم عادی آهن بیشتر یک ماده ساختمانی است ، اما در صنایع مختلف کاربردهای گوناگونی دارد.

بسیاری از صنایع از پودر آهن خالص که دانه بندی ریز تا نانو دارند ، استفاده می کنند. با توجه به خصوصیات فیزیکی ویژه ای که از چنین ذراتی به دست می آید ، این پودرها در کاربردهای مختلف شیمیایی به یک انتخاب بی رقیب تبدیل شده اند. در ادامه مقاله در نشریه جهان شیمی فیزیک توضیحات بیشتری در این رابطه ارائه می گردد لطفا همراه ما باشید.

قیمت خرید و فروش پودر آهن و شمش آهن

پودر آهن توسط صنایع مختلف اعم از چاپ و بسته بندی مواد غذایی گرفته تا رنگ و مواد تصفیه کننده مورد استفاده قرار می گیرد. تولید کنندگان پودر فلز مطابق سفارش مشتریان خود در بخش های مختلف صنعتی گریدهای مختلفی از این پودر را تولید می کنند که بر این اساس قیمت پودر آهن متفاوت خواهد بود. برای تهیه پودر آهن در حال حاضر می توان از طریق اینترنت اقدام کرد.

شمش آهن

شمش آهن کاربرد های بسیار گسترده ای دارد و می توان از آنها برای ساخت ابزار و زره پوش و همچنین بسیاری از موارد دیگر استفاده کرد. آنها را می توان در دهکده ها و صندوق های ماین شفت متروکه یافت. شمش آهن  پس از استخراج سنگ آهن با ذوب شدن و قالب گیری ساخته می شود. از شمش طلا در صنایع مختلف استفاده می شود و شرکت های زیادی در سراسر دنیا این فلز پر کاربرد را به شکل شمش عرضه می کنند.

خصوصیات فیزیکی و شیمیایی پودر آهن و شمش آهن

وقتی آهن خالص است ، یک فلز سفید پر زرق و برق است که نرم و بسیار قابل کار است. با این حال ،  بسیار واکنش پذیر است و در حضور هوای مرطوب به راحتی پوششی از اکسید هیدراته روی سطح آن ایجاد می شود. این ماده منسجم نبوده و به راحتی پوسته پوسته می شود تا سطوح تازه را برای حمله آشکار کند.

آهن در اسیدهای رقیق محلول است و Fe (II) در محلول تولید می کند. بیشتر اسیدهای اکسید کننده محلول های Fe (III) و عوامل شدیدا اکسید کننده (به عنوان مثال دی کرومات یا اسید نیتریک غلیظ) یک فرم منفعل از فلز را تولید می کنند که احتمالاً در نتیجه تشکیل یک لایه منسجم اکسید است.

بسته به دما ، آهن خالص می تواند به سه شکل وجود داشته باشد که شامل آهن آلفا ، گاما و دلتا است. آهن آلفا نوعی فرم چند شکلی از آهن است که در زیر ۹۰۶ درجه سانتی گراد پایدار است. این شبکه فلزی  دارای یک شبکه مکعب متمرکز (bcc )است و تا ۷۶۸ درجه سانتی گراد مغناطیسی است.

آهن گاما نوعی فرم چند شکلی از  فلز آهن است که در دمای ۹۰۶ تا ۱۴۰۳ درجه سانتی گراد پایدار است. این شبکه دارای یک شبکه مکعب متقارن (fcc ) و غیر مغناطیسی است ( دامنه پایداری آن با حضور کربن ، منگنز و نیکل کاهش می یابد و اساس محلول های جامد آستنیت است). آهن دلتا به نیز آلوتروپی از آهن است که تا دمای ۱۴۰۳ درجه سانتی گراد پایدار است. ساختار شبکه ای آن مانند آهن آلفا است.

تاریخچه کشف آهن

آهن ۵۰۰۰ سال قبل از میلاد توسط انسان کشف شده است. در شکل اولیه آن ، آهن ظاهری فلزی مایل به خاکستری براق دارد و چهارمین عنصر رایج در پوسته زمین و رایج ترین عنصر تشکیل هنده جرم زمین  است. آهن بندرت به عنوان یک عنصر آزاد یافت می شود ، زیرا به راحتی اکسید می شود. این ماده معمولاً در مواد معدنی مانند مگنتیت ، هماتیت ، گوتیت ، لیمونیت یا سیدریت یافت می شود.

آهن در تمدن های باستان بسیار شناخته شده بوده و مورد استفاده قرار می گرفته است. آهن یکی از فراوانترین فلزات (۴۱۰۰۰ ppm در پوسته زمین) و یکی از مهمترین فلزات است که در بزرگترین مقیاس نسبت به هر فلز دیگری استفاده می شود، تولید آن در کوره بلند کاملاً مستند است.

فلز آهن ، پایه و اساس  ساخت بسیاری از انواع فولاد است ، خواصی که از آلیاژ آهن با کربن ، نیکل ، کروم و سایر عناصر به نسبت های مختلف حاصل می شود منجر به تولید مواد با خصوصیات مکانیکی و فیزیکی بسیار متفاوت می شود.

آهن همچنین یک عنصر اساسی برای همه اشکال زندگی است ، به طور متوسط ​​بدن انسان حاوی ۴ گرم عنصر آهن است. بیشتر آهن موجود در بدن در هموگلوبین وجود دارد –  رنگدانه تنفسی که مکانیسم انتقال اکسیژن توسط گلبول های قرمز را فراهم می کند.

آهن  با نماد اتمی Fe ، عدد اتمی ۲۶ ، عنصری از بلوک D ، گروه ۸ ، دوره ۴ با وزن اتمی ۵۵.۸۴۵ است. تعداد الکترون های لایه های اتم آهن ۲ ، ۸ ، ۱۴ ، ۲ و پیکربندی الکترون آن [Ar] 3d 6 4s 2 است.

کاربرد های پودر آهن و شمش آهن در صنایع مختلف

سیستم های تصفیه آب

از پودر آهن در ساخت نمک های آهنی و فریک استفاده می شود که در تصفیه آب استفاده می شوند. برای این منظور از کلرید فریک ، کلرید آهن و اکسیدهای آهن مانند مگنتیت استفاده می شود که از پودر آهن تولید شده اند.

برش پودر فولاد

پودر آهن ، هنگامی که در مشعل اکسی استیلن استفاده می شود ، درجه حرارت شعله را افزایش می دهد و در نتیجه کارایی برش فولاد را افزایش می دهد. جدا از این ، سرباره تولید شده نیز رقیق می شود که در غیاب ذرات آهن در برابر حرارت  مقاومت ایجاد می کند.

بسته بندی مواد غذایی

از کیسه های پودر آهن به دلیل کیفیت جذب اکسیژن در بسته های غذایی استفاده می شود. بدین منظور تولید کنندگان پودر آهن  فوق العاده ریز و با خلوص بالا را ارائه می دهند که در صنایع غذایی مورد استفاده قرار می گیرد. پودر آهن همچنین در غنی سازی مواد غذایی و صنایع داروسازی برای تولید مکمل ها نیز استفاده می شود.

افزایش رسانایی

آهن رسانای خوب گرما است. از این رو اغلب در محصولات پلیمری با اهمیت صنعتی استفاده می شود. با تقویت پلیمر با مقدار مناسبی پودر آهن ، رسانایی گرمایی متناسب با کاربرد خاص افزایش می یابد.

افزایش وزن ماده

پودر آهن همچنین به عنوان ماده پرکننده یکنواخت برای افزایش وزن موادی مانند قالب پلاستیکی یا پلیمری برای کارهای خاص مهندسی استفاده می شود.

ساخت رنگ های مغناطیسی

در ساخت رنگ های مغناطیسی و تخته های مغناطیسی ، از پودرهای آهن به عنوان پوشش روی سطح استفاده می شود. برای ساخت چنین رنگ های مغناطیسی از پودر آهن فوق العاده ریز استفاده می شود.

کاتالیزورهای صنعتی

تولیدکنندگان پودر آهن برای صنایع شیمیایی پودرهای آهن خالص با عیار بالا ، در اندازه های مختلف را متناسب با کاربردهای کاتالیزوری در واکنش های صنعتی ارائه می دهند.

حذف ناخالصی گوگرد از سوخت های گازی

از پودر آهن برای تصفیه سوخت های گازی ، به ویژه حذف گوگرد که به راحتی با کاربرد آهن اکسید می شود، استفاده می شود.

تزریق به قطعات قالب گیری شده و اکسترود شده

با تزریق پودر آهن به عنوان ماده پرکننده یکنواخت ، اجزای ساخته شده و اکسترود شده با انعطاف پذیری بالا در صنایع پلیمر ساخته می شوند. وجود پودر آهن باعث می شود که این ماده برای کاربردهای مختلف بسیار سخت و محکم باشد. به این ترتیب ، خصوصیات دوگانه پلیمر و آهن حاصل می شود.

مواد و محصولات اصطکاکی

برخی از محصولات مانند وسایل نقلیه ، قطارها و هواپیماها برای کاهش سرعت از اصطکاک از آهن استفاده می کنند. پودر آهن معمولاً در لنت ترمز ، پوشش ترمز درام و سایر کاربردها  مورد استفاده قرار می گیرد تا اصطکاک لازم را ایجاد کند. پودر آهن مورد استفاده به عنوان پرکننده با اتلاف گرمای تولید شده می تواند به افزایش عملکرد و دوام این محصولات کمک کند.

قطعات پخته شده

پودر آهن را می توان در مواد اصلی قرار داد تا قطعات ، محصولات و اجزای متخلخل ایجاد شود. قطعات پخته شده که مواد اصلی آنها فلزات پودری هستند از فشار و گرمای زیادی عبور می کنند و یک محصول جامد را ایجاد می کنند. این ترکیبات را در بسیاری از اجزای متخلخل در ماشین های الکتریکی بزرگ ، اجزای خودرو و ابزارهای برقی پیدا خواهید کرد.

کامپوزیت های مغناطیسی نرم

از پودر آهن می توان در ترکیب کامپوزیت های مغناطیسی نرم نیز استفاده کرد. این کامپوزیت ها تحت عملیات حرارتی و فشرده شده  قرار می گیرند تا زمانی که از خواص مغناطیسی ۳ بعدی برخوردار شوند. این ترکیبات سپس به اجزای ایزوتروپیک تبدیل می شوند و به اشکال پیچیده در می آیند. این کامپوزیت های مغناطیسی نرم اغلب در کاربردهای الکترومغناطیسی مورد استفاده قرار می گیرند.

لحیم کاری و جوشکاری

هنگام اتصال قطعات از طریق تکنیک های لحیم کاری به یکدیگر ، از پودر آهن برای ایجاد درزهای محکم بین اجزا استفاده می شود. پودر آهن به دلیل تحمل درجه حرارت بالا ، به صورت مایع ذوب شده و فضای بین دو قسمتی که قرار است به یکدیگر متصل شوند را پر می کند. برای کاربردهای جوشکاری ، پودر آهن را می توان در سیم های هسته دار یا به عنوان بخشی از ماده پوششی اضافه شده به الکترودهای جوش داده شده با روکش یافت.

پوشش سطح حرارتی

به دلیل خواص حرارتی آهن ، پودر آهن به عنوان پوشش سطحی برای قطعاتی که دمای زیادی را تجربه خواهند کرد ، مورد استفاده قرار می گیرد. این پوشش می تواند باعث افزایش طول عمر و مقاومت اجزایی شود که در هنگام کار دچار خوردگی و سایش زیاد می شوند. پوشش سطح حرارتی می تواند عملکرد قطعه یا مونتاژ را افزایش دهد.

صنایع چاپ

پودر آهن  را می توان در برنامه های چاپی مانند دستگاه های کپی ، چاپگرهای رنگی و چاپگرهای سیاه و سفید که از کارتریج های تونر استفاده می کنند نیز یافت کرد. هسته های حامل دارای پودرهای آهن هستند زیرا این هسته ها قبل از انتقال تونر به گیرنده نوری ، برای حمل و نقل تونر با شارژ آن استفاده می شود.

سایر کاربردهای پودر آهن و شمش آهن

علاوه بر موارد ذکر شده در بالا ، پودر آهن را می توان در محصولات دیگری مانند رنگ  ، فیلتراسیون روغن ، کاربردهای شیمیایی و رس های فلزی مورد استفاده جواهرات نیز مورد استفاده قرار داد.