Лікар. монт. Джанет Заф Бріггз та її експерименти в печі в Стенфорді, приблизно 1933 рік
Джанет Заф Бріггс (1912-1974) Стенфорд-Леобен і металургійна археометрія заліза
Резюме
Експериментальна археометалургія заліза, наукове дослідження стародавнього заліза, вже була розпочата в 1977 році в Hüttenberger Erzberg за допомогою експериментів з виплавки. У США молода студентка Джанет Заф Бріггс (1912–1974) зі своєю дипломною роботою в Каліфорнійському університеті Леланда-Стенфорда була першою, хто поставив це завдання своєї дипломної роботи в 1933 р., Все ще мало займаючись фундаментальними металургійними теоріями. Під час виплавок випробовували лише невелику кількість заліза, яке можна було підробити, але досвід та дослідження особливостей корозії історичного заліза були цінними і були нагороджені університетом званням «Інженер». Її прихильність до Австрії також призвела до того, що вона розпочала дисертацію у Відні, яка тоді була нагороджена в Леобені в 1936 р. мон. »було нагороджено. У професійному відношенні пізніше вона досягла наукового успіху в компанії Climax Molybdenum, що базується в Нью-Йорку.
Анотація
Металургічна археометрія заліза, наукові дослідження з історії заліза розпочалися з виплавки експериментів та аналізу їх шлаків. В Австрії найдавніші експерименти були задокументовані в 1877 році; в Америці перші експерименти описані в дипломній роботі, опублікованій 1933 р. в університеті Леланда-Стенфорда в Каліфорнії молодою студенткою гірничо-металургійної галузі Джанет Заф Бриггс (1912–1974).
Навіть якщо експерименти з виплавки не були дуже успішними, досвід, отриманий при виплавці заліза та випробування на корозію, дав абсолютно новий погляд на ранню металургію заліза в США. Отримавши докторську ступінь у Леобені у 1936 році, Джанет Бриггс стала дуже успішним дослідником у компанії Climax Molibdenum.
вступ
Ідея відтворення історичного гоночного процесу для безпосереднього виробництва кованої сталі з руди шляхом виплавок була вперше реалізована в альпійському регіоні в 1877 р. На Магдалині [1]. Поштовхом стало відкриття плавильних ям, корисність яких для вилучення заліза мала бути доведена експериментами з виплавки. Насправді з цієї сталі витягували і ковали в інструменти ковке залізо.
Подальші спроби плавлення відбулися лише в міжвоєнний період; За цією традицією дипломна робота Джанет Заф Бриггс (1912–1974) у Стенфорді, штат Каліфорнія, 1933 р. [2], з якою вона здобула звання гірничого інженера [NB1]. Як і в дисертації [3], представленій у Леобені в 1936 р., Частина її інтересу була присвячена проблемі корозії.
Коротка біографія
Джанет Заф Бріггс народилася в Санта-Ана, штат Каліфорнія, в 1912 році [4]. Батько, Джордж Бриггс (1861-1946), одружився на Єві Поттс в Арізоні в 1892 році. У Джанет було двоє братів і сестер, і сім'я переїхала до Санта-Ана, штат Каліфорнія, в 1909 році. Джордж Бриггс був завзятим мисливцем, також займався політикою та місцевим банківством.
Джанет З. Бріггс отримала ступінь бакалавра в Молодшому університеті Леланда Стенфорда в Пало-Альто в 1931 році і закінчила університет в 1933 році за фахом інженера. Тоді в Стенфорді не було само собою зрозумілим, що студентки вивчають технічний предмет, Бріггс був тут першим і незабаром був повністю визнаний колегою. На додаток до звичайних інженерних курсів, німецька мова була включена в опис її навчання з 1928 р., І це залишалося в списку до кінця навчання в 1933 р. Під час навчання братом президента США Герберта Кларка Гувера, який був удостоєний почесного доктора в Леобені в 1933 р. [5], був Теодор Дж. Гувер, декан інженерного факультету, який готував її до аспірантури в Європі [NB2].
Ваша наукова робота
Дипломна робота Стенфорд 1833 р. [2]:
"Коротке дослідження виготовлення, роботи та властивостей стародавнього заліза" (% цифр завжди в масі чи вазі%, номери сторінок стосуються тези [2]).
Бриггс виправдовує завдання своєї роботи в Чепі. 1:
Мета цього експерименту потрійна: по-перше, визначити, наскільки практичні методи виробництва заліза, наведені археологами; по-друге, перевірити залізо, виготовлене стародавніми методами, на корозійну стійкість; і по-третє, спробувати знайти причину корозійної стійкості стародавнього заліза.
Ця тема представляє лише академічний інтерес. Було подано багато відомостей про стародавні залізні печі та їх експлуатацію, але, схоже, немає звітів про металурга, який виробляв залізо в прямовідновлювальній печі стародавнього зразка, а потім тестував залізо на корозійну стійкість.
Тут цікаво, що він чітко досліджує не тільки виробництво, але й кращу корозійну поведінку чавунної печі і фактично є першим тут, тоді як Гундакер Граф Вумбранд був успішним у випробуваннях плавлення в Гюттенбергері Ерцберг ще в 1877 році [1]. Їхні експерименти починаються з випробувань на гематиті та магнетиті в багатті (рис. 1), але незабаром вони переходять до шахтної печі, яка побудована за описом індійської печі (с. 17). (Рис.2).
Дж. З. Бріггс намагається в багатті (V2 у [2])
Гоночна піч (шахтна піч) для експериментів (№3–7)
Експериментам (стор. 79–84) передує обширний пошук літератури, результати яких детально описані на 56 сторінках (стор. 2–58) і базуються на загальній кількості 231 посилань. Додаток (стор. I - XVIII) також містить описи досліджень 141 залізних предметів з літератури (на 8 подвійних сторінках).
Характеристикою цієї колекції є опис Залізної колони в Делі, Індія, 4 століття нашої ери (рис. 3), який, як показують цитати літератури в правій колонці, вже обговорювався в літературі чотири рази до 1933 року. Сьогодні ми знаємо, що ця колона порожниста, була зроблена з товщиною стінок близько 5 см з приблизно 200 штук ляльок і важить лише 2 тонни [6]. Вже тоді Бріггс виявив, що перлини з метеорного заліза культури Герце (Єгипет 3500-3200 рр. До н. Е.) Є найдавнішими залізними предметами, що працювали людиною, і що листове залізо, знайдене в 1937 р. В піраміді Хеопса (побудована близько 2600 р.), Безумовно, не є є антикварним.
Колона Гупти в Делі (Індія) поблизу Бріггса 1933 р. [2], Додаток, стор. XIV/XV, № 110
Спроби відновлення заліза з руди здійснюються на місцевих рудах (гематит 69,36% Fe, 0,29% SiO2, магнетит 60,94% Fe, 8,93% SiO2). (С. 59/2). Як експеримент V1 обидві руди встановлювали і нагрівали в кузні протягом 7 годин; руди не змінилися. Для експерименту V2 знову використовували змішані руди, запалювали більший вогонь (деревиною та деревним вугіллям (рис. 1) та помірний вітер протягом 3 годин, знову без зміни руд.
Для випробувань від 3 до 7 (для Бриггса №1-5) було вибрано шахтну піч, дещо модифіковану згідно з ідеями індійської шахтної печі [7] (рис. 2): внутрішній прозорий діаметр становив 254 мм (10 ″), прозора Висота конструкції приблизно 600 мм (2 фути), внутрішній діаметр фурми 25 мм (1 ″), товщина стінки (з глини та розчину) 75 мм (3 ″). Для V3–5 використовували гематит, а для V6–7 - магнетит.
Оцінивши інформацію на сторінці 67, в експерименті 3 (# 1) ретельно висушену піч наповнили деревним вугіллям (приблизно 60 дм 3>
12 кг) і ці згоріли; Потім протягом однієї години було встановлено 14,2 фунтів (6,4 кг) руди, що становить приблизно 2 кг деревного вугілля на кг руди; Беручи до уваги фазу нагрівання деревним вугіллям, значення становить 4 кг на кг руди, що є цілком розумним для успішних експериментів плавки. Витрата деревного вугілля тут становила близько 12 кг на годину (навантаження в стійці 60 кг HK/м 2. Год). Був виготовлений блок розплаву зовнішнього розміру близько 12 см, який, однак, розбився під молотком на невеликі шматочки, що містять менші залізні коржі.
В експерименті V4 (№2) використовували гематит та повернутий шлак з експерименту V3. Ви довше опалювались і мали проблеми з відкладеннями печі; але результат був невтішним (0,79% Fe-met!); на думку Бріггза, відбулося повторне окислення. Для експерименту V5 + 6 конічна насадка була збільшена. Гематит використовували для V5 (# 3), а магнетит для V6 (# 4). Остання спроба (V7/# 5) була виконана гарячішою, але також дала незадовільний результат через зашлакованість.
Коли шлакоблок з пробної версії (№2) нагрівали в кузні, захоплений вугілля згорів, а шлаки відганяли рідиною. Ці дрібні залізні пластівці загальною вагою 1 фунт (0,45 кг) були сковані в зразок для подальшого дослідження.
Результат тестів:
Хімічний аналіз заліза №4 показав: C 0,41%, Mn 0,42%, Si 0,06%, S 0,005%, P 0,100%.
Порівняно високий вміст Mn показує, що у зразку все ще були шлакові включення (магнетит мав 0,118% Mn); низький вміст SiO2 свідчить про недолік цих випробувань, відсутність заповнювачів, руди використовувались без шлакоутворюючих заповнювачів.
На тему корозії:
У цьому контексті було задано питання, чому деякі старовинні залізні предмети так добре збереглися. Бриггс хотів дійти до кінця цього за допомогою невеликої серії експериментів. Випробування на корозію проводили на двох антикварних виробах та зразках випробувань плавлення, використовуючи сучасну сталь як еталонний матеріал. Втрата ваги антикварних виробів та зразків практично завжди була значно нижчою, ніж для сучасної сталі. Основною причиною Бриггз є вміст фосфору в древніх шматках (с. 87).
Література, яку використовував Дж. З. Бріггс
Додаток “Бібліографія” на 14 сторінках містить 231 посилання в алфавітному порядку авторів; найдавніша з цитованих робіт - «Металургія Персі, заліза та сталі» 1864 р., але в тексті, серед іншого, згадується. також цитував Гомера, Арістотеля, Діоскурида та Плінія. Окрім заліза та сталі, найчастішим ключовим словом є “люмінофор” у 24 назвах.
Дисертація Леобен 1936 [3]
"Експерименти з анодної поведінки хрому та сталі V2A".
Джанет Бріггс (рис. 4), ймовірно, приїхала до Австрії та університету Леобен Монтан не лише завдяки знанню німецької мови, а й завдяки стосункам із Хуверами [NB2]. Вона приїхала до Австрії в липні 1933 р. Лише через місяць після закінчення інженерного факультету Стенфордського університету. Роберт К. Барр у своїй книзі дав багато подробиць цього перебування [4]. Окрім академічної роботи у Віденському технологічному університеті, вона об’їздила майже всю Європу, включаючи поїздку до Єгипту.
Джанет Заф Бріггс під час перебування в Австрії (1933–1936)
Як пише Л. Йонтес [8], Бріггс навчався у Віденському технологічному університеті з 1933 по 1935 рік у професора Вольфа Мюллера, а потім взяв її Rigorosum в Леобені 11 грудня 1935 року в Montanistische Hochschule Leoben і став ректором Граца на початку 1936 року Проф. Ганс Пауль та декан Леобена проф. Вільгельм Петрашек сен. до доктора монт. докторська ступінь (рис. 5). Школа Леобен була об’єднана з Грацьким технологічним університетом у 1935 році. Ймовірно, вона закінчила свій перший етап навчання у Відні, тоді як її спеціалісти проходили в Леобені. Ваша дисертація знаходиться в бібліотеці університету Монтана і показує структуру, яка вже була використана для дипломної роботи: вона починається з дуже простих експериментів з окислення хрому, а потім все детальніше і детальніше описує основну тему сталі V2A, тут переважно хромонікелевої - Сталь 18/8 з позначкою для входу. Дисертація (у двох томах) дуже детальна та підтверджена численними хімічними оцінками. У [4] також є детальне посилання на приватне життя, особливо в Австрії, для чого можуть бути використані докладні щоденники. У ньому також з гумором описана церемонія випуску Леобена 1 лютого 1936 року.
Свідоцтво про ступінь доктора в Леобені від 1 лютого 1936 року
Професійна підготовка
Інж. Доктор монт. Джанет Цаф Бриггс виїхала з Європи в Гамбург 22 серпня 1936 року на борту "Ванкувера" і прибула до Лос-Анджелеса 25 вересня 1936 року. Вона намагалася знайти підходящу посаду за допомогою численних заявок, що виявило труднощі для жінок-претенденток у галузі техніки. Вона була не тільки першою жінкою-інженером у Стенфорді, але й першою жінкою-доктором монтанських наук у Леобені.
Завдяки друзям вона знайшла свою першу роботу протягом дев'яти років у корпорації Crucible Steel, але незабаром вона знайшла роботу в молібденовій компанії Climax у Нью-Йорку, де пробула до своєї смерті в 1974 році. Серед численних публікацій "Archer/Briggs, Molibdenum-Steel, Iron and сплавів 1947" [9] є, мабуть, найбільш відомим.
Подальші зауваження [NB1–2]
[NB1] Йонтес Л. пробудив інтерес автора до цієї теми своєю статтею [8]. Їй належить книга [4] з детальною біографією та короткими описами її наукової роботи. Радник д-р Ми хотіли б подякувати Йонтесу за можливість користуватися цим джерелом літератури. Лікар. монт. Бриггс також була коротко представлена нею на виставці до 175-ї річниці з докторським ступенем на коридорній виставці в університеті Монтана.
Оскільки прямі закупівлі неможливі через заборону працювати в Стенфорді, автор попросив колишнього колегу по роботі з Менло-Парку, штат Каліфорнія, доктора. Дональд А. Шокі у сусідньому Стенфордському науково-дослідному інституті з посередництва, так що ця робота [2] тепер доступна для перевірки автором у вигляді PDF-файлу та копії у Леобені. Оригінальна цитата з Стенфорда: Коротке дослідження виготовлення, роботи та властивостей стародавнього заліза [1933], Briggs, J. Z. (Janet Zaph), 1912–1974. 1933. КНИГА87, xviii листки: іл., Фото.; 28 см. Бібліотека наук про Землю (Браннер).
[NB2] Гірничо-гірничий університет імені Леобена (нині університет Монтана) 3 березня 1933 р. Нагородив президента США інженера Герберта Кларка Гувера (1874–1964) почесним доктором. Його повинен був представляти посланник Гілхріст Стоктон, оскільки він мав супроводжувати свого наступника на посаді президента Франкліна Делано Рузвельта на його інавгурації 4 березня 1933 року. Гувер, син коваля в Айові, як і Джанет З. Бріггз пізніше, вивчав гірничодобувну промисловість (і металургію) в Стенфордському університеті і подорожував по всьому світу як консультант і організатор шахт. Після свого президентства він особливо займався благодійними справами.
Його інтерес до історії видобутку знайшов своє відображення в тому, що під час довгих подорожей до свого президентства він був зайнятий перекладом книги Георга Агріколаса, De re metallica libri XII [10], де його дружина Лу Генрі, яка вивчала латинську мову, допоміг перекласти перше видання з 1555 року. Його коментарі в ній мають найвищу точність і детально перевершують перше видання сучасною німецькою мовою 1928 року [11]. Оригінальний переклад 1912 року був доступний лише в декількох примірниках, але він був Опубліковано в 1950 р. У Нью-Йорку [10].
література
Сперль, Г.: Сто років плавильних експериментів для раннього виробництва заліза, видобутку та переробки заліза на ранніх періодах, LGH, Нова серія, 2 (1981), с. 93-99
Бриггс, Дж. З.: Коротке дослідження виготовлення, роботи та властивостей стародавнього заліза, дисертація в Стенфордському університеті, Каліфорнія, 1933 р.
Бриггс, Дж. З., Експерименти з анодної поведінки хрому та сталі V2A, 2 томи., Diss., Leoben, 1936
Барр, Р. О.
Фетвейс, Г. Б. Л.: 75 років тому: Нагороджений премією Dr. монт. hc.c. важливому гірничому інженеру, а потім президентові Сполучених Штатів Америки Герберту Кларку Гуверу, Щомісячник "Гірнича справа" та "Хюттенманніче", 153 (2008), No 4, с. 159-160
Сперль, Г.: Про виготовлення сталевої колони в Делі (Індія), 4 століття н. Е., Res montanarum, 50 (2012), с. 84–87 та Bergknappe, 2 (2013), с. 14–17
Бриггс, Дж. З., у: [2], с. 17 Індійський процес кованого заліза: Посилання 71: Гоуленд, У.: Метали в античності, Журнал Королівського антропологічного інституту, 42 (1912), с. 235-287
Йонтес, Л.: З Леобена у світ. Визначні випускники та студенти Montanuniversität Leoben та їх попередники с. 74-103, в: res montanarum, спеціалізований журнал Montanhistorisches Verein Österreich, спеціальний том 3/2015, ISSN 1727–1797, тут: с. 89–90.
Арчер, Р. С.; Briggs, J.Z., Loeb, C. M., Jr.: Молібденові сталі, праски, сплави, 394 сторінки
Гувер, Х. С.; Гувер, Л. Х.: Georgius Agricola De Re Metallica; Друкований переклад 1912 р., Нью-Йорк: Доверська публікація, 1950
Агрікола, Г.: 1444–1555, Дванадцять книг з гірничої справи та металургії, Берлін: VDI-Verlag, 1928 (та кілька її перевидань)