Dr. mont. Janet Zaph Briggs és kemencekísérletei Stanfordban, 1933 körül
Janet Zaph Briggs (1912-1974) Stanford-Leoben és a vas kohászati archeometriája
Összegzés
A vas kísérleti archeometallgiáját, az ókori vas tudományos vizsgálatát már 1977-ben megkezdték olvasztási kísérletek útján a Hüttenberger Erzbergnél. Az USA-ban a fiatal diák, Janet Zaph Briggs (1912–1974) a kaliforniai Leland-Stanford Egyetemen végzett diplomamunkájával elsőként tette ezt 1933-ban végzett diplomamunkájának feladatává, még mindig alig foglalkozva az alapvető kohászati elméletekkel. Az olvasztási tesztek csak kis mennyiségű kovácsolható vasat eredményeztek, de a tapasztalatok és a történelmi vas korróziójának sajátosságait érintő vizsgálatok értékesek voltak, és az egyetem "Mérnök" címmel jutalmazta őket. Ausztria iránti hajlandósága arra is késztette, hogy disszertációt kezdjen Bécsben, amelyet aztán 1936-ban Leobenben díjaztak a „Dr. mont. ”jutalmazták. Szakmailag később tudományosan sikeres volt a New York-i székhelyű Climax Molybdenum Company-nál.
Absztrakt
A vas kohászati archeometriája, a vas történetének tudományos kutatása olvasztási kísérletekkel és salakjaik elemzésével kezdődött. Ausztriában a legkorábbi kísérleteket 1877-ben dokumentálták; Amerikában az első kísérleteket a tézis írja le, amelyet 1933-ban a kaliforniai Leland-Stanford Egyetemen publikált egy fiatal bányászati és kohászati hallgató, Janet Zaph Briggs (1912–1974).
Még akkor is, ha az olvasztási kísérletek nem voltak túl sikeresek, a vasolvasztással és a korróziós tesztekkel szerzett tapasztalatok teljesen új képet adtak az USA korai vas kohászatáról. Miután 1936-ban doktorált Leobenben, Janet Briggs a Climax Molybdenum Company nagyon sikeres kutatója lett.
bevezetés
A hegesztési acél ércből történő közvetlen gyártásának olvasztási teszteken keresztül történő újjáélesztésének ötlete az alpesi régióban 1877-ben, a Magdalensbergen valósult meg először [1]. A lendület olyan olvasztóaknák felfedezése volt, amelyek hasznosságát a vas kitermelésében olvasztási kísérletekkel kellett bizonyítani. Valójában ebből az acélból alakították ki a kovácsolt vasat, és kovácsolták szerszámokká.
Csak a háborúk közötti időszakban követték további olvadási kísérleteket; Ebben a hagyományban Janet Zaph Briggs (1912–1974) diplomamunkája 1933-ban a kaliforniai Stanfordban [2], amellyel bányamérnöki címet szerzett [NB1]. Ahogyan az 1936-ban Leobenben bemutatott értekezésben [3], érdeklődésének egy részét a korrózió kérdésének szentelték.
Rövid életrajz
Janet Zaph Briggs a kaliforniai Santa Anában született 1912-ben [4]. Az apa, George Briggs (1861-1946) 1892-ben Arizonában vette feleségül Eva Pottsot. Janetnek két testvére volt, és a család 1909-ben a kaliforniai Santa Anába költözött. George Briggs lelkes vadász volt, politikával és helyi banki tevékenységekkel is foglalkozott.
Janet Z. Briggs 1931-ben alapképzést szerzett a palo altói Leland Stanford Junior Egyetemen, majd 1933-ban mérnöki diplomát szerzett az egyetemen. Abban az időben nem magától értetődő, hogy a diáklányok Stanfordban is technikai tárgyakat tanuljanak, itt Briggs volt az első, akit hamarosan teljes mértékben elismertek kollégaként. A szokásos mérnöktanfolyamok mellett német 1928 óta szerepel tanulmányleírásában, és ez 1933-as tanulmányainak végéig a listán maradt. Tanulmányai alatt Herbert Clark Hoover amerikai elnök testvére, akit 1933-ban Leobenben díszdoktori címmel tüntettek ki [5], Theodor J. Hoover, a Mérnöki Kar dékánja volt, aki felkészítette az európai posztgraduális tanulmányokra [NB2].
A tudományos munkád
Diplomamunka Stanford 1833 [2]:
"Az ókori vas készítésének, megmunkálásának és tulajdonságainak rövid tanulmányozása" (% számok mindig tömegben vagy tömegben%, az oldalszámok a tézisre vonatkoznak [2]).
Briggs igazolja Chap-ben végzett munkájának feladatát. 1:
Ennek a kísérletnek három célja van: először annak meghatározása, hogy mennyire praktikusak a régészek vasgyártási módszerei; másodszor az ősi módszerekkel előállított vas korrózióállóságának tesztelése; harmadszor pedig megpróbálja megtalálni az ősi vas korrózióállóságának okát.
Ez a tantárgy csak tudományos érdeklődést mutat. Számos beszámolót adtak az ókori vaskemencékről és azok működéséről, de úgy tűnik, hogy nincs jelentés arról, hogy egy kohász egy ősi kivitelű közvetlen redukciós kemencében gyártana vasat, majd megvizsgálja a vas korrózióállóságát.
Itt érdekes, hogy kifejezetten a versenykemence vas gyártását, hanem a jobb korróziós viselkedését is vizsgálja, és valójában itt az első, míg Gundacker Graf Wurmbrand már 1877-ben sikeres volt a Hüttenberger Erzberg olvadási tesztjein [1]. Kísérleteik a hematit és a magnetit tábortűzben történő tesztelésével kezdődnek (1. ábra), de hamarosan egy aknakemencéhez költöznek, amelyet az indiai kemence leírása alapján építenek (17. o.). (2. ábra).
J. Z. Briggs tábortűzben próbálkozik (V2 [2] -ban)
Versenykemence (tengelykemence) a kísérletekhez (# 3–7)
A kísérleteket (79–84. O.) Kiterjedt szakirodalmi kutatás előzi meg, amelynek eredményeit 56 oldalon (2–58. O.) Részletesen leírják, és összesen 231 hivatkozáson alapulnak. A függelék (I - XVIII. O.) 141 vaskészítmény vizsgálatának leírását is tartalmazza az irodalomból (8 dupla oldalon).
Ezt a gyűjteményt jellemzi az indiai Delhiben, a Kr. U. 4. században található vasoszlop leírása (3. ábra), amellyel, amint azt a jobb oldali oszlop irodalmi idézetei mutatják, 1933-ig már négyszer foglalkoztak az irodalomban. Ma már tudjuk, hogy ez az oszlop üreges, kb. 5 cm falvastagsággal készült kb. 200 darab babából, és csak 2 tonna súlyú [6]. Már akkor Briggs megállapította, hogy a Gerzeh-kultúra (Kr. E. 3500-3200) Egyiptom meteorvasából származó gyöngyszemek a legrégebbi vas tárgyak, amelyeket az ember dolgozott, és hogy az 1937-ben a Cheops-piramisban (2600 körül épült) talált vaslemez természetesen nem antik.
Gupta oszlop Delhiben (India) Briggs 1933 közelében [2], Függelék, XIV/XV. O., 110. sz.
Az ércből származó vas csökkentésére irányuló kísérleteket helyi érceken végzik (hematit 69,36% Fe, 0,29% SiO2, magnetit 60,94% Fe, 8,93% SiO2). (P. 59/2). A V1 kísérlet során mindkét ércet beállítottuk, és 7 órán át kovácsműhelyben melegítettük; az ércek nem változtak. A V2 kísérlethez ismét kevert érceket használtunk, nagyobb tüzet (fával és szénnel (1. ábra) és 3 órán át tartó mérsékelt szelet gyújtottunk megint, az ércek cseréje nélkül.
A 3–7. Vizsgálatnál (Briggs # 1-5 esetében) egy tengelykemencét választottak kissé módosítva az indiai tengelykemence elképzeléseinek megfelelően [7] (2. ábra): a belső átmérő 254 mm (10 ″), a tiszta Építési magasság kb. 600 mm (2 láb), a tuyere belső átmérője 25 mm (1 ″), falvastagsága (agyagból és habarcsból) 75 mm (3 ″). Hematitot használtak a V3–5 és magnetitet a V6–7 esetében.
A 67. oldalon szereplő információk kiértékelése után a 3. kísérletben (# 1) a gondosan szárított kemencét szénnel töltötték meg (kb. 60 dm 3>
12 kg) és ezek leégtek; Ezután egy órán belül 14,2 font (6,4 kg) ércet állítottunk be, ez körülbelül 2 kg szén/kg érc arány; Figyelembe véve a szénnel történő melegítési fázist, az érték 4 kg/kg érc, ami meglehetősen ésszerű a sikeres olvasztási kísérletekhez. A szénfogyasztás itt körülbelül 12 kg volt óránként (állványterhelés 60 kg HK/m 2, h). Körülbelül 12 cm-es olvadéktömb keletkezett, amely azonban a kalapács alatt apróbb darabokra tört, kisebb vas-süteményeket tartalmazva.
A V4 kísérletben (# 2) hematitot és a V3 kísérletből származó salakot használtunk. Hosszabban melegített, és problémái voltak a kályha lerakódásaival; de az eredmény kiábrándító volt (0,79% Fe-met!); Briggs véleménye szerint reoxidáció történt. A V5 + 6 kísérlethez a szélfúvókát megnagyobbították. Hematitot használtunk a V5-hez (# 3) és magnetitet a V6-hoz (# 4). Az utolsó kísérletet (V7/# 5) forróbban futtatták, de a salakozás miatt szintén nem kielégítő eredményt adott.
Amikor a Trial (2. sz.) Salaktömbjét felmelegítették a kovácsműhelyben, a csapdába esett szén megégett, és a hamvakat folyadékkal hajtották le. Ezeket az 1 font (0,45 kg) súlyú kis vaspelyheket mintává kovácsolták össze a további vizsgálatok céljából.
A tesztek eredménye:
A 4. számú vegyület kémiai elemzése azt mutatta, hogy: C 0,41%, Mn 0,42%, Si 0,06%, S 0,005%, P 0,100%.
A viszonylag magas Mn-tartalom azt mutatja, hogy a mintában még voltak salakzárványok (a magnetit 0,118% Mn volt); az alacsony SiO2-tartalom mutatja ezeknek a teszteknek a hiányosságait, az aggregátumok hiányát, az érceket salakképző aggregátumok nélkül használták.
A korrózió témakörében:
Ebben az összefüggésben feltették a kérdést, hogy egyes antik vas tárgyak miért vannak ilyen jól megőrzve. Briggs egy kis kísérletsorozattal akart ennek a mélyére jutni. A korróziós vizsgálatokat két antik darabon és az olvasztási vizsgálatokból származó mintákon végezték, referenciaanyagként egy modern acélt használva. Az antik darabok és a próbatestek súlycsökkenése gyakorlatilag mindig lényegesen alacsonyabb volt, mint a modern acél esetében. Briggs szerint a fő ok az ősi darabok foszfortartalma (87. o.).
J. Z. Briggs által használt irodalom
A 14 oldalas „Bibliográfia” melléklet 231 hivatkozást tartalmaz a szerzők ábécé sorrendjében; a legrégebben idézett mű Percy Kohászat, Vas és acél 1864, de a szöveg többek között megemlíti. idézte Homerost, Arisztotelészt, Dioscurides-t és Pliniusot is. A vas és az acél mellett a leggyakoribb kulcsszó a „foszfor” 24 címben.
Disszertáció Leoben 1936 [3]
"Kísérletek a króm és a V2A acél anódos viselkedésével".
Janet Briggs (4. ábra) valószínűleg nemcsak német tudása, hanem a Hoovers-szel [NB2] való kapcsolatai miatt is eljutott Ausztriába és a Leoben Montan Egyetemre. Alig egy hónappal a Stanford Egyetem mérnök diplomája után 1933 júliusában Ausztriába érkezett. Robert Q. Barr számos részletet adott erről a tartózkodásról könyvében [4]. A Bécsi Műszaki Egyetemen folytatott tudományos munkája mellett szinte egész Európát bejárta, ideértve az egyiptomi utat is.
Janet Zaph Briggs ausztriai ideje alatt (1933–1936)
Mint L. Jontes [8] írja, Briggs 1933 és 1935 között a Bécsi Műszaki Egyetemen tanult Wolf Müller professzornál, majd 1935. december 11-én Leobenben vette le Rigorosumát a Leobeni Montanic Egyetemen, és 1936 elején lett Graz rektora. Prof. Hans Paul és Leoben dékánja Prof. Wilhelm Petraschek szen. a dr. mont. doktori fokozat (5. ábra). A Leoben Iskolát 1935-ben egyesítették a grazi Műszaki Egyetemmel. Első tanulmányi szakaszát valószínűleg Bécsben fejezte be, míg szakirányú tanulmányai Leobenben zajlottak. Dolgozatod a Montani Egyetem könyvtárában található, és bemutatja a diplomamunkához már felhasznált szerkezetet: A króm oxidációjának nagyon egyszerű kísérleteivel kezdődik, majd egyre részletesebben áttekintik a V2A acél, itt főleg a króm-nikkel fő témáját. - 18/8 acél bejelöléssel. A dolgozat (két kötetben) nagyon részletes és számos kémiai értékelés alátámasztja. A [4] -ben részletes utalás található a magánéletre is, különösen Ausztriában, amelyhez a részletes naplók felhasználhatók. Humorosan leírja az 1936. február 1-jei leobeni diplomaátadó ünnepséget is.
Leobenben doktorált oklevél 1936. február 1-jén
Profi háttér
Ing.Dr. mont. Janet Zaph Briggs 1936. augusztus 22-én Hamburgban hagyta el Európát a "Vancouver" fedélzetén, és 1936. szeptember 25-én érkezett Los Angelesbe. Számos pályázat segítségével próbálta megtalálni a megfelelő pozíciót, ami nehézségeket mutatott a női pályázók számára a technikai területen. Nemcsak az első női mérnök Stanfordban, hanem a bányászat tudományának első női doktora Leobenben is.
Barátok révén kilenc éven át megtalálta első munkahelyét a Crucible Steel Corporation-nél, de hamarosan a New York-i Climax Molybdenum Company-nál talált állást, ahol 1974-ben bekövetkezett haláláig tartózkodott. A számos publikáció közül valószínűleg az "Archer/Briggs, molibdén-acél, vas és ötvözetek 1947" [9] a legismertebb.
További megjegyzések [NB1–2]
[NB1] Jontes L. cikkével [8] felébresztette a szerző érdeklődését a téma iránt. A könyv tulajdonosa [4], részletes életrajzzal és tudományos munkájának rövid leírásával. Tanácsos Dr. Ezúton szeretnénk köszönetet mondani Jontes-nak a lehetőségért, hogy felhasználhatja ezt az irodalmi forrást. Dr. mont. Briggst röviden bemutatta a 175. évfordulóra rendezett kiállításon, doktori fokozatával a Montan Egyetem folyosókiállításán.
Mivel a közvetlen beszerzés a stanfordi munkavégzés tilalma miatt nem volt lehetséges, a szerző megkérdezte a kaliforniai Menlo Park egykori munkatársát, dr. Donald A. Shockey, a közeli Stanford Kutatóintézetben közvetítés céljából, így ez a mű [2] már elérhető PDF fájlként és Leobenben található másolatként a szerzőtől. Az eredeti Stanford-idézet: Rövid tanulmány az ókori vas készítéséről, megmunkálásáról és tulajdonságairól [1933], Briggs, J. Z. (Janet Zaph), 1912–1974. 1933. BOOK87, xviii levelek: ill., Fotók; 28 cm. Földtudományi Könyvtár (Branner).
[NB2] A Leobeni Bányászati és Bányászati Egyetem (ma Montan Egyetem) 1933. március 3-án díszdoktori címet adományozott az Egyesült Államok elnökének, Ing. Herbert Clark Hoovernek (1874–1964). Gilchrist Stockton követnek kellett képviselnie, mivel elnöki utódját, Franklin Delano Rooseveltet 1933. március 4-i beiktatására kellett kísérnie. Hoover, egy iowai kovács fia, Janet Z. Briggshez hasonlóan később a Stanford Egyetemen tanult bányászatot (és kohászatot), és tanácsadóként és bányaszervezőként bejárta az egész világot. Elnöksége után különösen jótékonysági ügyekkel foglalkozott.
A bányatörténet iránti érdeklődése abban mutatkozott meg, hogy az elnöksége előtti hosszú utakon Georg Agricolas könyvének, a De re metallica libri XII [10] fordításával volt elfoglalva, ahol felesége, Lou Henry, aki latinul tanult, segített az első kiadás 1555-ből való fordításában. Megjegyzései a legpontosabbak és részletesen meghaladják az 1928-ból származó modern német első kiadást [11]. Az 1912-ből származó eredeti fordítás csak néhány példányban volt elérhető, de az volt Megjelent 1950-ben New Yorkban [10].
irodalom
Sperl, G.: Százéves olvasztási kísérletek a korai vasgyártáshoz, a vas kitermeléséhez és feldolgozásához a korai időszakban, LGH, New Series, 2 (1981), 93–99.
Briggs, J. Z .: Az ősi vas készítésének, működésének és tulajdonságainak rövid tanulmánya, tézis a kaliforniai Stanford Egyetemen, 1933
Briggs, J. Z. Kísérletek a króm és a V2A acél anódos viselkedésére, 2 kötet., Diss., Leoben, 1936
Barr, R. O.: A csodálatos JZ Briggs, Greenwich, Connecticut: AMIX Inc. CIimax Molybdenum Company Division, 1974
Fettweis, G. B. L.: 75 évvel ezelőtt: A Dr. mont. h.c. a fontos bányamérnöknek, majd az Egyesült Államok elnökének, Herbert Clark Hoovernek, Bányászat és Hüttenmänniche havi könyvei, 153 (2008), 4. szám, 159–160.
Sperl, G.: Az acéloszlop gyártásáról Delhiben (India), Kr. U. 4. század, res montanarum, 50 (2012), 84–87. És Bergknappe, 2 (2013), 14–17.
Briggs, J. Z., in: [2], 17. oldal Indiai folyamat a kovácsoltvas számára: 71. hivatkozás: Gowland, W.: The Metals in Antiquity, Journal of Royal Anthropological Institute, 42 (1912), 235-287.
Jontes, L.: Leobentől a világba. Nevezetes diplomások és hallgatók a Montanuniversität Leoben-ben és elődeik 74–103. O., In: res montanarum, a Montanhistorisches Verein Österreich szakfolyóirata, 3/2015. Évfolyam, ISSN 1727–1797, itt: 89–90.
Archer, R. S.; Briggs, J. Z., Loeb, C. M., Jr .: Molibdénacélok, vasak, ötvözetek, 394 oldal, New York: Climax Molybdenum Comp., 1947
Hoover, H. C.; Hoover, L. H.: Georgius Agricola De Re Metallica; 1912-es fordítás nyomtatva, New York: Dover Publ., 1950
Agricola, G.: 1494–1555, Tizenkét könyv a bányászatról és kohászatról, Berlin: VDI-Verlag, 1928 (és több utánnyomása)