الحديد هو واحد من العناصر الأساسية في حياة الإنسان، حيث يأتي في المرتبة الرابعة من حيث الاحتواء على القشرة الأرضية. كما أنه يعتبر واحدا من أكثر العناصر المعدنية استخداما واستخداما، حيث يتميز بالاستقرار الكبير بفضل توازن القوى الكهرومغناطيسية والنووية القوية داخل نواته. يستخدم الحديد في العديد من الصناعات والأدوات والمعدات الهامة في حياة الإنسان .
تعريف عملية الصدأ :- – يمكن تعريف عملية الصدأ الخاصة بالحديد بأنها تلك المادة التي تكون لونها هيكليا وتتكون على سطوح المواد الفولاذية والمعدن الحديد، وتعكس تعرض الحديد للتآكل. يحدث الصدأ نتيجة لتفاعل ذرات الحديد السطحية مع الهواء والأكسجين مع وجود الرطوبة. يتكون الصدأ من تكوينات أكاسيد الحديد الثلاثية والثنائية، ومادة هيدروكسيد الماء. الصدأ يعد أحد العيوب الرئيسية للحديد والفولاذ، ويشير إلى هشاشة الحديد وضعفه. تم التغلب على هذه المشكلة في بعض الأحيان عن طريق صنع سبائك، حيث يتم خلط الحديد مع عناصر أخرى لتشكيل سبائك حديدية مقاومة للصدأ. يتم استخدام هذه السبائك في صناعات حساسة لا تتحمل تكون الصدأ عليها بسبب حساسيتها الشديدة .
طرق حماية الحديد من الصدأ :- هناك العديد من الطرق التي يمكن استخدامها لتوفير الحماية للحديد من الصدأ، بما في ذلك:
الطريقة الأولى :- يمكن حماية الحديد من الصدأ عن طريق عزله عن أي عوامل تسبب الصدأ، مثل الهواء والماء، وذلك عن طريق طلاء الحديد بالطلاء المناسب أو دهنه بمادة الشحم .
الطريقة الثانية :- طريقة الحماية المهبطية هي أن يتم طلاء الحديد بعنصر آخر يتأكسد بسهولة أكبر من الحديد نفسه. يستخدم في ذلك عادة عنصر المغنسيوم أو الخارصين المصهور، ويطلق على هذه العملية اسم `جلفنة الحديد`. بشكل طبيعي، يتأكسد الخارصين الخارجي ويتكون على سطحه كربونات الخارصين، وهذا يحمي الحديد ويمنع تسرب الصدأ إليه. يستخدم هذا الأسلوب بشكل شائع في خزانات تخزين الماء والوقود في المصانع والمنازل، وأيضا لحماية الأبواب والنوافذ المصنوعة من الحديد، مما يعزز قدرتها على مقاومة الصدأ لفترات زمنية طويلة جدا .
اكتشاف الحديد وبداية استخدامه من الإنسان :- يعود اكتشاف معدن الحديد في الأصل إلى تلك الفترة الزمنية والتي تعود إلى فترة ما قبل التاريخ حيث كان الإنسان يستخدم الحديد منذ حوالي الأربعة آلاف عام قبل الميلاد، وفي حوالي القرن الرابع عشر قبل الميلاد كان الحيثيون، الذين عاشوا في دولة تركيا الحالية، أول من استخدموا معدن الحديد بمهارة عالية في صنع الأسلحة والأدوات المختلفة. وفي القرن العاشر قبل الميلاد، بدأت معظم البلدان في استخدام الحديد، وأصبح هذا العصر يعرف في التاريخ البشري باسم العصر الحديدي. ومنذ ذلك الوقت، استمر التطور في استخدام الحديد والاستفادة منه في تصنيع الأدوات والمستلزمات، وتم تصنيع الفولاذ لأول مرة في العصر الحديدي قبل حوالي ثلاثة قرون من الزمن قبل بدء التاريخ الميلادي .
أهمية معدن الحديد :- للحديد استخدامات عديدة وحيوية للإنسان، منها
أولاً :- استخدامه في أعمال التشييد والمباني .
ثانياً :- إقامة الكباري والجسور .
ثالثاً :- صناعة السفن والسيارات والقطارات .