Son Haberler

Demir Nedir? (Kullanımı, Özellikleri)

-
Eylül 9, 2022
Demir Nedir? (Kullanımı, Özellikleri)

Demir, dünyada en çok bulunan metallerdendir. İnsan hayatının bırakılmaz bir parçası haline gelmiştir.

Demir Nedir? Kullanımı, Özellikleri

Demir, insanlık tarihi boyunca en fazla kullanılan metaldir. Hayatta karşılaştığımız her obje, eşya ve vasıtada demire rastlayabiliriz. Elementer demir hayatı kolaylaştırırken, biyolojik demir ise canlıların hayatının devamı için ehemmiyetli bir mineraldir. Belki de bu sebeple yerkabuğunda çok bulunur. Dünyada kullanılan bütün metallerin yüzde 90’ının demir olduğu varsayım edilmektedir.

Demir, kıymetli metallere göre çok daha ucuz ve hakikatinde değeri pek bilinmeyen bir metal. Her yerde demir olduğu için umursamayız. Ancak demirin hayatımızda olmadığı düşünüldüğünde hayatın nasıl karışıklaşacağını ve güçleşeceğini kavramak güç değil herhalde… Bu açıdan bakınca demirin bütün metallerden daha kıymetli olduğunu söyleyebiliriz. Zira altından köprü yapamayız veya bakırdan her cins motor parçası yapmak imkânsız… Kısaca “demirsiz hayat düşünülemez” diyebiliriz.

Tarihçesi

Demir tarih evveli çağlardan beri bilinmekte ve kullanılmaktadır. Bazı kaynaklarda 7000 sene evvel demir kullanıldığına dair ispatlar bulunuyor. Çin’de 2500’lü senelerde çelik kullanıldığı düşünülünce demirin izi bu tarihlere kadar gidiyor. Bu tarihlerde en çok bıçak, mızrak uçları, ziynet eşyaları ve muhtelif kaplarda kullanılmış.

Demir kullanımının geliştirilerek yaygınlaştığı Demir Çağı, maden devirlerinin sonuncusudur. Başka Bir Deyişle bakır ve tunçtan sonra son olarak demir bulunmuştur. Bu çağ farklı ülkelerde farklı tarihlerde başlamıştır. Avrupa’da MÖ 900-200 seneleri arasında yaşanan Demir Çağı, Japonya’da MÖ 200’lü senelerde yaşanmıştır. Genel olarak MÖ 1800-1200 seneleri arasındaki Demir Çağı’nda birçok alanda gelişim sağlanmış ve tunçtan daha az maliyetli olduğu için demir bu çağda süratle dağılmış. Demir hakikatinde Demir Çağı’ndan evvel de kullanılan bir metaldi; ancak az bulunması sebebiyle çok bedelliydi ve kullanım alanı hudutluydu. Demir madenleri keşfedildikçe kullanım alanları da genişledi ve maliyetler eksildi.

Demir Çağı ile birlikte demir emekçiliği de giderek gelişmiş ve ülkelere dağılmıştır. MÖ 1200’lü senelerde batı Afrika’da ilk kere demir eritilmiştir. Anadolu’da demir izleri MÖ 1300’lü senelere kadar uzanıyor. Bazı antik kentlerdeki kral kabirlerinde birçok demir eşya bulunmuştur. Anadolu’da MÖ 1300-4000 seneleri arasında yaşandığı kabul edilen Demir Çağı’nda demirle alakalı birçok büyüme yaşanmış, kullanımı yaygınlaşmıştır. MÖ 15. asırda Daha Önceki Yunan’da demir madenleri altın kadar kıymetli görülüyordu. MÖ 14. asra ait Mısır firavunu Tutankamon’un kabrinde demir hançer bulundu. Hititler’in MÖ 1500’lü senelerde madenden demir elde ettiğine dair kayıtlar mevcut. MÖ 3000’li senelere ait tarihi objelerde ergitilmiş demir yapıtlara tesadüfülmüştür. Osmanlılar da özellikle savaş sanayisinde demirden çok yararlanmıştır.

Demirle alakalı ehemmiyetli çalışmalar ise takribî 250 sene evvel başladı. Fransız fizikçi René Antoine Ferchault de Réaumur, 1720 senesinde demir filizine oksit demir katarak çelik elde edilmesini sağlayan “kupola” ocağını geliştiren bir ad olarak 1722 senesinde yayınladığı bir kitapta çelik, ferforje yüksek ateşte demirin hırpalanmasıyla ortaya çıkan biçimler ve dökme demirin karbon ölçüyü ile nasıl ayırt edilebileceğini açıkladı. 18. asırdaki sanayi devriminde de demir bırakılmaz bir metal haline geldi.

Günümüzde ise ülkelerin gelişmişlik göstergesi olan gayrisafi ulusal hâsıla ölçüyü birey başına düşen demir ve çelik imali ile ölçülüyor.


Kimyevi ve Fiziksel Özellikleri

Latince “ferrum” sözcüğünden gelen demirin sembolü de bu ifadeden alınan “Fe” biçimindedir. Atom numarası 26’dır. Element tablosunun 8-B grubunda yer alır. 1535 derecede erir, 2740 derecede kaynar. Çok kullanışlı bir metaldir. Alaşım ve bileşiklerle birçok metalin de yapıtaşıdır. Gümüş gri beyaz rengindedir. Kolay işlenebilir, hırpalanarak biçim verilebilir, tel ve levha haline getirilebilir. Elektrik ve ısı mesajımı iyi seviyededir. Nemli havalarda oluşan oksitlenme iç tabakalarına kadar inebilir ve paslanır. Bu sebeple korozyona karşı dayanıksızdır. Korozyondan gözetmek için boya veya nikel, krom gibi elementler veya alaşımlarla kaplanması gerekir. Kristal yapısı iç merkezli kübiktir. Bir manyetik alan veya elektrik akımı ile hemen manyetikleşmesi en belirgin özelliğidir. Demir, oksijen ve kükürt mineralleri ile kolayca birleşebilir. Etkin ametallerle de birleşme özelliği vardır. Karbon ilave edilerek muhtelif formlarda çelik elde edilir.

Demir tabiatta serbest halde ender bulunur, demir madenleri muhtelif minerallerde oluşur. Çok fazla mineral, demir içerebilir. En fazla demir bulunan mineraller; manyetit, olijist, limonit, götit, siderit ve pirittir. Daha çok oksijen ve kükürtlü bileşiklerde yer alır. Değişik bir deyişle; oksitler, silikatlar, sülfürler ve karbonatlar halindeki minerallerde daha fazla bulunur. Demir mineralleri, oksijen, silisyum ve alüminyumdan sonra dünyada en çok bulunan dördüncü madenlerdir. Metal olarak da alüminyumdan sonra en çok bulunan metaldir. Yerkabuğunun takribî yüzde 5’ini demirin oluşturduğu varsayım edilmektedir. İçeriğindeki demirin yerkabuğunun manyetik alanına da tesir ettiği düşünülmektedir.

Nerelerde Kullanılır?

Demir, günümüzde sanayi ve sanayinin temel taşını oluşturuyor. Demirle alakalı çalışmalar da çok fazla ve bu sebeple demir lüzumu ve kullanım alanı giderek çoğalıyor. Demir, madenlerine uygulanan indirgeme usulü ile bileşiklerinden ayrıştırılır. Alaşım ve bileşik olarak birçok ürün ve metalin omurgasını oluşturur.

Geçmişte maden ocaklarında üretilen demir madenleri yüksek tenörlü ve yüksek fırınlarda işlenebilir kalitedeydi. Sanayideki demir lüzumu çoğalınca daha düşük tenörlü demirler de kullanılmaya başlandı. Ekonomik olarak işlenebilir ve değerlendirilebilir bir demir madeninin takribî yüzde 60 oranında demir kapsaması gerekmektedir.

Demir en çok döküm ve çelik sanayisinde kullanılmaktadır. Çeliğin ana maddesi olan demir, otomotivden inşaata, metalürjiden takılara kadar çok geniş bir yelpazenin içinde kullanılır. Demirin kullanıldığı ehemmiyetli ürün ve alanlardan bazılarını sayabiliriz: Ehemmiyetli bilgisayar parçaları, manyetik depolama ürünleri, gemi gövdeleri ve parçaları, inşaatlar, elektrik malzemeleri, elektronik ürünler, teknolojik ürünler, delici ve kesici aletler, bütün erişim taşıtlar ve parçaları, bütün motor ve makineler ve parçaları, mutfak aletleri, tıpta kullanılan cerrahi aletler, ufak konut aletleri, beyaz eşyalar…


Demir ve Sağlık

Biyolojik anlamda demir minerali, insan ve hayvanların metabolizmaları için hayati ehemmiyettedir. Erişkin erkekler günde takribî 5 mg demire lüzum dinler. Bayanlar da özellikle regl yarıyıllarında daha fazla demir harcar. Çocuklarda demir lüzumu günlük 10-15 mg ortamındadır. Zira çocukların gelişimi için demir minerali zorunludur. Şayet çocuklarda demir ölçüyü azsa konuşma ve yürüme meseleleri, dikkat noksanlığı gibi meseleler ortaya çıkabilir. Bu sebeple demir noksanlığı vaziyetinde ilaçlarla destek edilmesi gerekir. İnsan bedeninde takribî 5 gram kadar demir bulunur. En fazla demir bulunan uzuv olan karaciğer 700 mg etrafında demir kapsamaktadır.

Demir, kandaki oksijen taşıyıcı hemoglabin yapısı için ehemmiyetli bir mineraldir. Kandaki oksijeni taşıyan kırmızı kan hücrelerindeki hemoglabinin imali için zorunludur. Hemoglabin; akciğerlerden doku solunumu için lüzumlu olan hücrelere oksijen taşır. Bu sebeple demir iyonlarının organizmalar ve solunum için stratejik rolü vardır. Bedende yeterli ölçüde demir minerali yoksa kırmızı kan hücresi daha az üretilir ve hemoglabin eksilir. Böylece bedendeki oksijen de eksilir. Bunun neticeyi olarak “demir noksanlığı kansızlığı” hastalığı ortaya çıkar. Bağışıklık sistemini kuvvetlendiren demirin noksanlığı bazı meselelere yol açar. Bu rahatsızlıklar; bitkinlik, halsizlik, soluk darlığı, baş sızısı biçiminde olabilir.

İnsanlar demir lüzumunu yedikleri besinlerden karşılar. Demir bakımından zengin besinlerden bazıları şunlardır: Ispanak, fasulye, kuşkonmaz, incir, hurma, kırmızı et, karaciğer, hububatlar, pekmez, yumurta, lahana, kuruyemişler…

Hangi Ülkelerde Demir Rezervi Vardır?

Dünyada takribî 50 ülkede demir madeni bulunmaktadır. Dünyadaki demir madenlerinin toplam ölçüsünün 400 milyar ton etrafında olduğu varsayım edilmektedir. Metal demir içeriği olarak toplam dünya rezervi 80 milyar ton etrafında. En fazla demir imali yapan ülkeler Çin, Avustralya, Brezilya, Rusya, Ukrayna ve Hindistan dünya demir madeni imalinin takribî yüzde 70’ini karşılamaktadır.

Türkiye’de de birçok bölgede demir madeni bulunmaktadır. Türkiye’deki toplam ekonomik ve işlenebilir demir madeni rezervi takribî 135 milyon tondur. En çok demir rezervi bulunan bölgeler şunlardır; Sivas Divriği, Gürün ve Kangal, Malatya Hekimhan, Kayseri Yahyalı, Pınarbaşı, Adana Feke, Elmadağ, Karaisalı, Ankara Bala, Balıkesir Havran, Şamlı.