鐵是一種化學元素,它的化學符号是Fe,原子序數是26,是最常用的金屬。它是過渡金屬的一種。
鐵是銀白色的金屬,它與钴、鎳等都是代表性的具有強磁性的金屬(可以附着在磁鐵上)。人類在公元前5000年就開始使用鐵了,而現代文明很大程度上受到了鐵的影響。在地殼中,鐵的含量排名為第四位,是地球上儲存量最多的元素之一,地核的很大一部分就是熔化了的鐵。
從建築材料到日常用品,鐵的使用範圍都非常廣。鐵具有優良的合金(将兩種以上的金屬混合到一起的)性質,這也是其用途廣泛的一個原因。鐵中含有碳元素的比例在0.04%~1.7%的時候就稱之為鋼,鋼是具有很強的韌度和強度的材料。
從制鐵到制鋼鐵礦石分為好幾種,不過其中都一定含有鐵和氧的化合物。從鐵礦石中将鐵提煉出來的過程就是鐵的精煉過程,也就是要将氧化鐵中的氧元素去除掉(還原反應),這個過程又被稱作是“制鐵”或者“制鋼”。
制鐵一般來說分為兩個過程,如果包含最後的加工,那就是三個過程。第一步,在熔爐中初步提煉出鐵(煉鐵),第二步是将煉鐵得到物質中的碳素進一步減除,也就是制鋼,第三步就是進行壓制加工。
在煉鐵的步驟中,使用的一定是内側帶有抗高溫物質的熔爐(高溫爐)。熔爐中有鐵礦石、焦炭、石灰石,然後将高溫的空氣不停供給到熔爐中,從而使之發生化學反應。焦炭是将石炭進行處理之後得到的一種碳元素的集合體。熔爐中的氧化鐵在焦炭的作用下會生成一氧化碳,進而在一氧化碳的促進下進行還原反應。
經過了這個步驟之後得到的鐵中一般含有大量的碳,屬于不是很純的鐵的狀态。一般來說,稍微純一些的鐵塊會在熔爐的底部,而上方漂浮的則是不純的物質。這些不純物質一般是由二氧化矽在化學反應之後形成的矽酸鈣,可以用于制作水泥、磚瓦等建築材料。既然鐵塊中還含有大量的雜質,那麼就要将其中的磷、硫等物質去除掉,然後進一步地通過氧氣将其中的碳元素消耗掉,從而得到鋼材,也就是制鋼的步驟。
鍍鋅鐵皮和鍍錫鐵皮在鋼材的表面鍍上的一層鋅是鍍鋅鐵皮,而鍍上一層錫則是鍍錫鐵皮。鍍鋅鐵皮可以長期在室外使用。其外部鍍上的一層鋅會比鐵更加容易産生氧化反應,在其氧化了之後就會保護鐵。這樣的鋼材,哪怕是外部受損或者熔化了,其内部的鐵都會得到保護,在很長時間内都可以保持鐵的狀态,因此可以延長鋼材的壽命。所以說,在修建房屋的屋梁,作為屏障等來使用的時候都經常會使用到鍍鋅鐵皮。
哪怕是在多雨的惡劣環境中也能堅持很長時間鍍錫鐵皮外表的錫,其抗腐蝕的能力比鐵還要強,因此,隻要是外表不受損,那麼鋼材就基本不會發生氧化反應。不過,如果鋼材受損,那麼内部的鐵就比較容易發生化學反應,然後慢慢地變成鐵離子。不過,鐵離子本身對人類是沒有傷害的,所以鍍錫鐵皮的方式主要在使用時間較短、且人類接觸較多的物體上使用,例如茶壺、罐子等。
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