استفاده روزافزون آهن در این دوره،مبانی اجتماعی و اقتصادی را دگرگون کرد. دستیابی به معادن آهن که متنوع تر و غنی تر از معدن مس بودند، موجب شد تا ممالکی که در گذشته در معادلات آن زمان اهمیت نداشتند، مورد توجه قرار گیرند. از جمله ان میتوان از شمال ایران وکشورهای مهم هم مرز آن نام برد. از انجا که کوره های مخصوص ذوب اهن در قره داغ(نزدیکی تبریز)، و در کوههای البرز و کرمان یافت شده است.

احتمال میرود کانسارهای اهن شاه بلاغ(جنوب زنجان)، ماسوله ، گل گُهر و در نزدیکی نیریز در این برهه زمانی شناخته شده و از ان استفاده میشد.

کاربرد عمومی فلز اهن، هم در جنگاوری و هم در کشاورزی، اوضاع تجارت را در اغاز هزاره اول تغییر داد، زیرا این تجارت در گذشته بر پایه خرید و فروش مس و فلزهایی بود که با مس ترکیب میشدند.

نگاهی به تاریخ

اهن از فلزهایی است که در زندگی بشر تأثیر بسزایی داشته و ان را سلطان فلزها دانسته اند. یافته ها و آموخته های باستان شناسی بر این گواهی میدهند که شناخت و کاربرد اهن، تاریخی ۶هزار ساله دارد. برخی پژوهشگران بر این باورند که اهن از آسن که در اوستا به معنی اهن است، آمده که ان هم از اسمن(به معنای آسمان) ریشه گرفته است. امروزه در زبان کردی که یکی از شاخه های زبان پارسی است،به آهن، آسن گفته میشود. تلفظ آهن در زبان انگلیسی(آیرُن)، آلمانی(آیزُن) و فرانسوی با ریشه پارسی ان نزدیک است.این موضوع میتواند از این ناشی شود که نخستین بار ایرانیان آهن را از شخانه های اهنی که به زمین افتاده اند، به دست آورده باشند.

از کاوشهای گروه باستان شناسی سیلک، مربوط به هزاره اول پیش از میلاد، روشن شد که اسلحه سرداران و فرمانروایان، اهنین بوده است واسلحه افراد معمولی، از مفرغ(برنز). همچنین گفته میشود که کمربند پادشاه سیلک از اهن بوده و کمربند سربازان از زر. دوره ثابت کار با اهن در ایران، به ۱۲۰۰سال ق.م باز میگردد. در ابتدای بهره وری از اهن،معلوم میگردد که تولید ان کم و قیمت ان زیاد بوده است. هیأت حفاری شوش زیر نظر گریشمن، مینویسد: در بین اشیائی که در شوش  در دوران هخامنشی به دست امده، ابزارآلات و وسایل جنگی اهنی کمتر دیده میشود و این ابزار بیشتر مفرغی(برنز) است، ولی در دهکده ای که مجاور شوش و مسکن اهالی فقیر بوده،اهن را برای زیورآلات مورد استفاده قرار داده اند.

شاید کمی تولید اهن در ایران پس از شناختن خواص آن، به علت دشواری ذوب سنگهای اهنی بوده است. در دوره پارت ها نیز مورخان نوشته اند: تولید اهن ایران کم بوده و آهن و پولاد از راه مرو، بیشتر از چین، وارد میشد.

از قرار معلوم، در دوره هخامنشی، نیریز در فارس، یکی از مراکز تولید اسلحه اهنی بوده است، و پس از ان، از معادن اهن ماسوله می توان یاد کرد که تا دوره قاجار فعال بوده است.

شیوه تهیه پولاد  در ایران پیش از اسلام مشخص نیست. در مورد شکل کوره و آجرهایی که برای  ساختن آن مصرف میکردند و وسایل دیگر، تاکنون پژوهشی به عمل نیامده است.

افزون بر اینها، باید از چند ناحیه در ایران یاد کرد که نام انها ریشه در وجود معدن اهن و صنعتگران ان دارد. مانند روستای آهنگران ملایر، کوه آهنگران در جنوب شمس آباد اراک(نزدیکی معدن شمس آباد) ، معدن اهن کلات ناصر  در ناحیه آهنگران قائن. شاید نام فولاد محله (بین ساری و سمنان) ناشی از وجود صنعت پولاد میباشد که کانسنگ ان از معدن آهن شمال سمنان تهیه می شد. از انجا که کوره های مخصوص ذوب اهن در قره داغ(نزدیکی تبریز)، و در کوههای البرز و کرمان یافت شده است. احتمال میرود کانسارهای اهن شاه بلاغ(جنوب زنجان)، ماسوله ، گل گُهر و در نزدیکی نیریز در این برهه زمانی شناخته شده و از ان استفاده میشد.

کاربرد عمومی فلز اهن، هم در جنگاوری و هم در کشاورزی، اوضاع تجارت را در اغاز هزاره اول تغییر داد، زیرا این تجارت در گذشته بر پایه خرید و فروش مس و فلزهایی بود که با مس ترکیب میشدند. نگاهی به تاریخ اهن از فلزهایی است که در زندگی بشر تأثیر بسزایی داشته و ان را سلطان فلزها دانسته اند. یافته ها و آموخته های باستان شناسی بر این گواهی میدهند که شناخت و کاربرد اهن، تاریخی ۶هزار ساله دارد. در حدود ۱٬۴۰۰ پیش از میلاد، از ساخته‌های آهنی در قلمرو هیتی‌ها در ارمنستان کنونی استفاده می‌شد که این به عنوان نخستین شواهد مصرف این عنصر آهن است. اولین آهن شکل گرفته که توسط بشر در دورهٔ پیش از تاریخ مصرف شد از شهاب سنگ‌ها آمده بود. ذوب آهن در کوره‌ها در هزارهٔ دوم پیش از میلاد شروع شد، آثار مکشوفه از آهن ذوب شده از ۱۲۰۰–۱۸۰۰ پیش از میلاد در هند و در مشرق از حدود ۱۵۰۰ پیش از میلاد بدست آمد (که گمان می‌رود ناشی از ذوب آهن در آناتولی یا قفقاز بوده‌است).

چدن برای اولین بار در حدود ۵۵۰ پیش از میلاد در چین تولید شد اما در اروپا تا سال‌های قرون وسطا تولید نشد، در طول دوران قرون وسطا ابزاری در اروپا کشف شد که از آهن شکل یافته از چدن (pig Iron) با استفاده از ریخته‌گری زیور آلات تولید شده بودند، برای تمام این فرایندها از زغال چوب به عنوان سوخت استفاده شد. فولاد (که با کربن کمتر از pig Iron است اما آهن شکل یافته بیشتری دارد) اولین بار در دوران باستان تولید شد. روش‌های تازهٔ تولید آن به وسیلهٔ میله‌های کربنیزه کردن آهن در فرایند سیمانی کردن در قرن هفدهم بعد از میلاد ابداع شد. در انقلاب صنعتی روش‌های جدید تولید آهن بدون زغال چوب ابداع شد و این روش‌ها بعداً در تولید فولاد مورد استفاده قرار گرفتند. در اواخر دههٔ ۱۸۵۰، هنری بسمر فرایند جدیدی برای ساخت فولاد اختراع کرد که شامل دمیدن هوا از روی چدن مذاب برای تولید فولاد نرم بود. این فرایند و دیگر فرایندهای ابداع شده در قرن ۱۹ و بعد از آن منجر یه آن شد که دیگر آهن شکل یافته تولید نشود.

آهن با نماد شیمیایی Fe (به لاتین: Ferrum)، نام یک عنصر شیمیایی با عدد اتمی ۲۶ و چگالی ۷۸۷۴kg/m۳ است. آهن یک فلز است که در نخستین دورهٔ فلزهای واسطه جای دارد. آهن از دیدگاه جرم، بزرگترین عنصر سازندهٔ کرهٔ زمین است. آهن اصلی‌ترین عنصر سازندهٔ هستهٔ بیرونی و درونی زمین و چهارمین عنصر متداول در پوسته‌است. فراوانی آهن در سیاره‌های زمین‌سان و دیگر کره‌های سنگی مانند ماه، به خاطر پدیدهٔ همجوشی هسته‌ای در ستاره‌های بزرگ است، که در پروسهٔ همجوشی آهن آخرین عنصری‌است که با آزادسازی انرژی؛ پیش از فروپاشی خشونت‌آمیز آن ستاره به صورت یک ابرنواختر، و پراکندن آهن در فضا، ایجاد می‌شود.

پیدایش

آهن ششمین عنصر از لحاظ فراوانی در جهان است که در آخرین کنش نکلئوسنتز در ستاره‌های بزرگ از طریق سیلیکون فیوزینگ ایجاد می‌شود در حالی که آهن حدود ۵٪ از پوستهٔ زمین را تشکیل می‌دهد، اعتقاد بر این است که هستهٔ زمین در حد زیادی از یک آلیاژ آهن-نیکل تشکیل شده‌است که ۳۵٪ جرم کل زمین را تشکیل می‌دهد، بنابر این آهن فراوانترین عنصر روی زمین است ولی در پوستهٔ زمین چهارمین عنصر از لحاظ فراوانی می‌باشد.

بیشتر آهن پوسته به شکل ترکیبی با اکسیژن به صورت سنگ‌های معدنی اکسید آهن مثل هماتیت و مگنتیت یافت می‌شود. حدود یکی از بیست شهاب سنگ تنها از مواد معدنی آهن-نیکل تائنیت (۳۵–۸۰٪ آهن) و کاماسیت (۹۰–۹۵٪ آهن) تشکیل شده‌اند. اگر چه تعداد اندکی از شهاب سنگ‌های آهنی بیشترین شکل آهن فلزی طبیعی در سطح زمین می‌باشند. تصور بر این است که رنگ قرمز سطح مریخ ناشی از رگولیت غنی اکسید آهن است.

عصر آهن

عصر آهن در دانش باستان‌شناسی دوره‌ای است که در آن بشر به گستردگی از آهن در جایگاه ماده‌ای برای ساخت ابزار و جنگ‌افزار سود برد. به جز این جامعه‌های کهن تغییرهایی در زمینه کشاورزی، باورها و شیوه‌های هنری نسبت به گذشته یافت.

آهن که در سامانه سه‌دوره‌ای پس از عصر برنز جای می‌گیرد، واپسین این دوره‌ها در زمان پیش از تاریخ می‌باشد. زمان رخداد این دوره در جاهای گوناگون متفاوت است. به گونه سنتی آغاز این زمان را سده ۱۲ (پیش از میلاد) در خاور نزدیک باستان، هندوستان باستان و یونان باستان می‌دانند. در دیگر بخش‌های اروپا این دوره دیرتر آغاز گشت. در اروپای مرکزی این دوره از سده ۸ (پیش از میلاد) و در اروپای شمالی در سده ۶ (پیش از میلاد) آغاز گشت. گداختن آهن و آهنگری در ۱۲۰۰ (پیش از میلاد) در آفریقای باختری آغاز گشت. عصر آهن در کرانه‌های مدیترانه با آغاز دوره تاریخی هلنی و امپراتوری روم، در هندوستان با بودایی‌گری و جینیسم، در چین با کنفوسیوس‌گرایی ودر شمال اروپا با سده‌های میانی آغازین به پایان رسید. سختی، دمای گدازش بالا و فراوانی سنگ آهن این فلز را در سنجش با برنز خواستنی‌تر می‌نمود. از آنجا که استعمار اروپایی آهن را با خود به استرالیا و آمریکا برد، پس عصر آهن هرگز به این سرزمین‌ها راه نیافت.

ویژگی‌ها

آهن دارای سطوح صاف و نقره‌ای براق مایل به رنگ خاکستری‌ست اما وقتی در هوا با اکسیژن ترکیب می‌شود به رنگ قرمز یا قهوه‌ای در می‌آید که به آنها اکسید دارای ترکیبات آهن یا زنگ گفته می‌شود. کریستال‌های خالص آهن نرمه (نرم‌تر از آلومینیوم) و با اضافه کردن مقدار کمی ناخالصی مانند کربن مقدار قابل توجهی تقویت می‌شود. مقادیر مناسب و کمی (تا چند درصد) از فلزات دیگر و کربن، تولید فولاد می‌کند که می‌تواند ۱۰۰۰ بار سخت‌تر از آهن خالص باشد.

Fe۵۶ سنگین‌ترین ایزوتوپ پایدار (تولید شده توسط فرایند آلفا در نکلئوسنتز استلار) است که با عناصر سنگین‌تر از آهن و نیکل برای تشکیلشان به سوپر نوا احتیاج دارند. آهن فراوان‌ترین عنصر در غول‌های قرمز است، و فراوان‌ترین فلز در شهاب‌سنگ‌ها و در هستهٔ فلزی متراکم در سیاراتی مثل زمین است.

آهن خالص فلز است، اما به ندرت در این شکل روی سطح زمین یافت می‌شود زیرا در حضور اکسیژن و رطوبت یه آسانی اکسیده می‌شود. به منظور به دست آوردن فلز آهن، اکسیژن باید از سنگ معدن‌های طبیعی توسط کاهش شیمیایی حذف شود – به طور عمده از سنگ آهن از سنگ Fe2O۳ توسط کربن در درجه حرارت بالاست. خواص آهن را می‌توان با تولید آلیاژهایی از آن با استفاده از فلزات متنوع گوناگون (و بعضی غیر فلزها به ویژه کربن و سیلیکون) اصلاح نمود و فولادها را ایجاد کرد. هستهٔ اتم‌های آهن تقریباً دارای بالاترین انرژی‌های اتصال در هر نکلئون است و تنها ایزوتوپ Ni۶۲ دارای انرژی بیشتر از آن می‌باشد. هرچند فراوان‌ترین نوکلیدهای پایدار همان Fe۵۶ می‌باشد، این آهن از طریق همجوشی هسته‌ای در ستاره‌های شکل گرفته‌است و اگرچه اندکی انرژی کمتر نیز از طریق سنتز کردن نیکل ۶۲ نیز استخراج می‌گردد. شرایط در ستارگان برای ایجاد این فرایند مناسب نیست. توزیع عنصر آهن بر روی زمین بسیار بیشتر از نیکل است و احتمالاً در تولید عنصر از طریق سوپر نوا نیز همین‌طور است. آهن (آهن Fe+۲، یون فروس) عنصر ردیابی لازمی‌ست که تقریباً تمام موجودات زنده از آن استفاده می‌کنند. تنها استثناهای این موضوع چندین موجود زنده‌ای هستند که در محیط‌های فقیر از نظر آهن زندگی می‌کنند و به گونه‌ای تکامل یافته‌اند که عناصر گوناگونی را در فرایندهای متابولیکشان مورد استفاده قرار دهند مثل منگنز به جای آهن برای تجزیه و یا هموسیانین به جای هموگلوبین. آنزیم‌های حاوی آهن معمولاً دارای گروه‌های هموپروستاتیک هستند که در تجزیهٔ واکنش‌های اکسیداسیون در زیست‌شناسی و در انتقال تعدادی از گازهای حل شدنی شرکت می‌کنند.