ترکیب شیمیایی:
آهن: آهن یک عنصر شیمیایی است که با نماد Fe و عدد اتمی 26 شناخته می‌شود. این عنصر به صورت خالص و در حالت فلزی خود یافت می‌شود. آهن خالص دارای شبکه کریستالی بدنه مرکزی (BCC) است که به آن خواص خاصی می‌بخشد.
اکسید آهن: اکسید آهن یک ترکیب شیمیایی است که از واکنش آهن با اکسیژن به وجود می‌آید. این ترکیب‌ها شامل انواع مختلفی هستند، از جمله هماتیت (Fe₂O₃) و مگنتیت (Fe₃O₄). هر کدام از این اکسیدها دارای ساختار شیمیایی و خواص متفاوتی هستند. هماتیت دارای شبکه کریستالی شش‌ضلعی و مگنتیت دارای شبکه کریستالی مکعبی است.
خواص فیزیکی:
آهن: آهن در حالت خالص فلزی براق و به رنگ نقره‌ای-خاکستری است. این فلز نرم و چکش‌خوار است و قابلیت کشش و تغییر شکل دارد. آهن در دمای اتاق جامد است و نقطه ذوب بالایی دارد (حدود 1538 درجه سانتی‌گراد).
اکسید آهن: اکسیدهای آهن به صورت جامد و معمولاً به رنگ قرمز، قهوه‌ای یا سیاه یافت می‌شوند. هماتیت (Fe₂O₃) قرمز تیره تا قهوه‌ای است، در حالی که مگنتیت (Fe₃O₄) سیاه رنگ است. این مواد به مراتب سخت‌تر از آهن خالص هستند و مقاومت بالاتری در برابر سایش دارند.
کاربردها:
آهن: آهن یکی از مهم‌ترین فلزات صنعتی است که به دلیل خواص مکانیکی عالی و هزینه تولید نسبتاً پایین، در صنایع مختلف استفاده می‌شود. آهن به عنوان ماده اصلی در تولید فولاد به کار می‌رود که خود یک آلیاژ بسیار مهم با کاربردهای گسترده در ساخت و ساز، خودروسازی، تولید ابزارها و تجهیزات صنعتی است. آهن همچنین در تولید قطعات مهندسی، لوله‌ها و پروفیل‌های ساختمانی به کار می‌رود.
اکسید آهن: اکسیدهای آهن به عنوان رنگ‌دانه در صنایع رنگ‌سازی و تولید سرامیک‌ها استفاده می‌شوند. هماتیت به دلیل رنگ قرمز تیره‌اش در تولید رنگ‌ها و پوشش‌ها کاربرد دارد. مگنتیت به دلیل خواص مغناطیسی‌اش در تولید قطعات الکترونیکی و مغناطیسی به کار می‌رود. علاوه بر این، اکسیدهای آهن در فرآیندهای متالورژیکی به عنوان کاتالیزور و ماده اولیه مورد استفاده قرار می‌گیرند.
مقاومت به خوردگی:
آهن: آهن خالص به سرعت با اکسیژن و رطوبت محیط واکنش داده و اکسید می‌شود که به این فرآیند زنگ زدن می‌گویند. این زنگ آهن که در واقع یک نوع اکسید آهن (هیدراته) است، باعث تخریب و کاهش عمر مفید قطعات آهنی می‌شود.
اکسید آهن: اکسیدهای آهن به دلیل ساختار شیمیایی پایدارتر، مقاومت بهتری در برابر خوردگی دارند. هماتیت و مگنتیت به عنوان لایه‌های محافظ بر روی سطح فلزات عمل می‌کنند و از زنگ زدن و تخریب آهن جلوگیری می‌کنند. این ویژگی باعث می‌شود که اکسیدهای آهن در کاربردهای حفاظتی نیز مورد استفاده قرار گیرند.
مغناطیس:
آهن: آهن یکی از عناصر مغناطیسی است و می‌تواند به آسانی مغناطیسی شود. این ویژگی باعث می‌شود که آهن در تولید آهن‌رباها و قطعات الکترومغناطیسی کاربرد داشته باشد.
اکسید آهن: از بین اکسیدهای آهن، مگنتیت (Fe₃O₄) خاصیت مغناطیسی قوی‌تری دارد و به عنوان یک ماده مغناطیسی طبیعی شناخته می‌شود. این خاصیت مگنتیت را به یک ماده مهم در تولید قطعات الکترونیکی و دستگاه‌های مغناطیسی تبدیل کرده است.
مراحل تولید:
آهن: تولید آهن معمولاً از سنگ آهن (مانند هماتیت و مگنتیت) در کوره‌های بلند انجام می‌شود. در این فرآیند، سنگ آهن با کربن (زغال سنگ) در دماهای بالا واکنش داده و آهن خالص به دست می‌آید.
اکسید آهن: اکسیدهای آهن به صورت طبیعی در زمین یافت می‌شوند و معمولاً از طریق فرآیندهای معدن‌کاری و تصفیه استخراج می‌شوند. همچنین، اکسیدهای آهن می‌توانند به صورت مصنوعی و از طریق اکسیداسیون کنترل شده آ
