Д-р mont. Джанет Заф Бригс и нейните изпитвания в пещта в Станфорд, Калифорния. 1933 г.
Джанет Заф Бригс (1912-1974) Станфорд-Леобен и металургичната археометрия на желязото
Обобщение
Експерименталната археометалургия на желязото, научното изследване на древното желязо, вече е започнала през 1977 г. в Hüttenberger Erzberg чрез експерименти за топене. В САЩ младата студентка Джанет Заф Бригс (1912–1974) с дипломната си работа в Университета Лиланд-Станфорд в Калифорния е първата, която поставя това за задача на дипломната си работа през 1933 г., все още малко загрижена за фундаменталните металургични теории. Тестовете за топене произвеждат само малко количество ковко желязо, но опитът и проучванията за особеностите на корозията на историческото желязо са ценни и са наградени със званието „инженер“ от университета. Пристрастието й към Австрия също я кара да започне дисертация във Виена, която след това е отличена с „Dr. mont. “беше възнаграден. В професионален план по-късно тя е научно успешна в компанията Climax Molybdenum, базирана в Ню Йорк.
Резюме
Металургичната археометрия на желязото, научните изследвания върху историята на желязото, започнаха с експерименти за топене и анализи на техните шлаки. В Австрия най-ранните експерименти са документирани през 1877 г .; в Америка първите опити са описани в дисертацията, публикувана през 1933 г. в Университета Леланд-Станфорд в Калифорния, от млада студентка по минно дело и металургия, Джанет Заф Бригс (1912–1974).
Дори ако експериментите с топене не бяха много успешни, опитът, получен от претопяването на желязо и тестовете за корозия, предоставиха напълно нов поглед върху ранната металургия на желязото в САЩ. След като получи докторска степен в Леобен през 1936 г., Джанет Бригс стана много успешен изследовател в компанията Climax Molybdenum.
Въведение
Идеята за пресъздаване на историческия състезателен процес за директно производство на кована стомана от руда чрез тестове за топене е реализирана за първи път в алпийския регион през 1877 г. на Магдаленсберг [1]. Импулсът беше откриването на топилни ями, чиято полезност за извличане на желязо трябваше да бъде доказана чрез експерименти за топене. Всъщност ковкото желязо се извличаше и коваше в инструменти от тази стомана.
Едва през междувоенния период са последвани по-нататъшни опити за топене; В тази традиция дипломната работа на Джанет Заф Бригс (1912–1974) в Станфорд, Калифорния 1933 [2], с която тя придобива званието минен инженер [NB1]. Както в дисертацията [3], представена в Леобен през 1936 г., част от нейния интерес е посветена на въпроса за корозията.
Кратка биография
Джанет Заф Бригс е родена в Санта Ана, Калифорния през 1912 г. [4]. Бащата Джордж Бригс (1861-1946) се жени за Ева Потс в Аризона през 1892 година. Джанет има двама братя и сестри и семейството се премества в Санта Ана, Калифорния, през 1909 г. Джордж Бригс беше запален ловец, занимаваше се също с политика и местно банкиране.
Джанет З. Бригс получава бакалавърска степен от Университета на Лиланд Станфорд в Пало Алто през 1931 г. и завършва университета през 1933 г. с инженерска степен. По това време не е било естествено и студентките да изучават технически предмет в Станфорд. Бригс е първият тук и скоро е напълно признат за колега. В допълнение към обичайните инженерни курсове, немският език е включен в нейното описание на обучението от 1928 г. и това остава в списъка до края на нейното обучение през 1933 г. По време на следването си, братът на американския президент Хърбърт Кларк Хувър, който беше удостоен с почетна докторска степен в Леобен през 1933 г. [5], беше Теодор Дж. Хувър, декан на инженерния факултет, който я подготви за следдипломно обучение в Европа [NB2].
Вашата научна работа
Дипломна работа Станфорд 1833 [2]:
„Кратко проучване на направата, работата и свойствата на древното желязо“ (% цифри винаги в маса или тегло%, номерата на страниците се отнасят за дисертацията [2]).
Бригс оправдава задачата на работата си в Chap. 1:
Целта на този експеримент е трикратна: първо, да се определи доколко практични са методите за производство на желязо, дадени от археолозите; второ, да се тества желязото, направено по древни методи за устойчивост на корозия; и трето, да се опита да намери причината за устойчивостта на корозия на древното желязо.
Този предмет представлява само академичен интерес. Дадени са много сведения за древните железни пещи и тяхното функциониране, но изглежда няма доклад за металург, произвеждащ желязо в директно редукционна пещ от древен дизайн и след това тестващ желязото за устойчивост на корозия.
Тук е интересно, че той изрично изследва не само производството, но и по-доброто поведение на корозия на състезателната пещ и всъщност е първият тук, докато Gundacker Graf Wurmbrand беше успешен в тестовете за топене на Hüttenberger Erzberg още през 1877 г. [1]. Техните експерименти започват с тестове върху хематит и магнетит в лагерен огън (фиг. 1), но скоро те се преместват в шахтна пещ, която е изградена въз основа на описанието на индийската пещ (стр. 17). (Фиг. 2).
J. Z. Briggs се опитва в лагерен огън (V2 в [2])
Състезателната пещ (шахтна пещ) за експериментите (# 3-7)
Експериментите (стр. 79–84) са предшествани от обширно търсене на литература, резултатите от които са описани подробно на 56 страници (стр. 2–58) и са базирани на общо 231 препратки. Приложението (стр. I - XVIII) също съдържа описания на разследвания върху 141 железни предмета от литературата (на 8 двойни страници).
Тази колекция се характеризира с описанието на Желязната колона в Делхи, Индия, 4-ти век сл. Н. Е. (Фиг. 3), която, както показват литературните цитати в дясната колона, вече е била разглеждана четири пъти в литературата до 1933 г. Днес знаем, че тази колона е куха, направена е с дебелина на стената около 5 см от около 200 парчета кукли и тежи само 2 тона [6]. Още тогава Бригс установява, че перлите от метеорно желязо от културата Герце (Египет 3500-3200 г. пр. Н. Е.) Са най-старите железни предмети, обработвани от човека и че ламарината, намерена през 1937 г. в пирамидата на Хеопс (построена около 2600 г.), със сигурност не е е античен.
Колона Gupta в Делхи (Индия) близо до Briggs 1933 [2], Приложение, стр. XIV/XV, № 110
Опитите за намаляване на желязото от руда се извършват върху местни руди (хематит 69,36% Fe, 0,29% SiO2, магнетит 60,94% Fe, 8,93% SiO2). (Стр. 59/2). Като експеримент V1 и двете руди бяха поставени и нагрявани в ковачница в продължение на 7 часа; рудите не се бяха променили. За експеримент V2 отново бяха използвани смесени руди, бе запален по-голям огън (с дърва и въглища (фиг. 1) и умерен вятър в продължение на 3 часа, отново без смяна на рудите.
За тестове от 3 до 7 (за Briggs # 1-5) беше избрана шахтна пещ, леко модифицирана според идеите за индийската шахтна пещ [7] (фиг. 2): вътрешният прозрачен диаметър беше 254 mm (10 ″), чистият Височина на конструкцията приблизително 600 mm (2 фута), вътрешният диаметър на фурмата 25 mm (1 ″), дебелината на стената (от глина и хоросан) 75 mm (3 ″). Хематитът е използван за V3–5, а магнетитът за V6–7.
След оценка на информацията на стр. 67, в експеримент 3 (# 1) внимателно изсушената фурна беше напълнена с въглен (приблизително 60 dm 3>
12 кг) и те изгоряха; След това в рамките на един час бяха зададени 14,4 паунда (6,4 кг) руда, което е норма от около 2 кг въглища на кг руда; Като се вземе предвид фазата на загряване с въглен, стойността е 4 кг на кг руда, което е напълно разумно за успешни експерименти на топене. Консумацията на дървени въглища тук е била около 12 кг на час (натоварване в багажник 60 кг HK/m 2 .h). Произведен е блок за стопяване с около 12 см външно измерение, който обаче се чупи под чука на малки парчета, съдържащи по-малки железни пити.
В експеримент V4 (# 2) бяха използвани хематит и върната шлака от експеримент V3. Нагрявали сте по-дълго и сте имали проблеми с отлаганията в печката; но резултатът беше разочароващ (0,79% Fe-met!); според Бригс е настъпило повторно окисляване. За експеримент V5 + 6 вятърната дюза беше увеличена. Хематитът е използван за V5 (# 3), а магнетитът за V6 (# 4). Последният опит (V7/# 5) беше изпълнен по-горещо, но също така даде незадоволителен резултат поради шлакиране.
Когато шлаковият блок от Trial (# 2) се нагрява в ковачницата, заклещеното въглено гориво изгаря и шлаката се изтласква. Тези малки железни люспи, тежащи общо 1 паунд (0,45 кг), бяха изковани заедно в проба за по-нататъшно разследване.
Резултат от тестовете:
Химичният анализ на желязото от # 4 показа: C 0,41%, Mn 0,42%, Si 0,06%, S 0,005%, P 0,100%.
Относително високото съдържание на Mn показва, че в пробата все още има включвания на шлака (магнетитът е имал 0,118% Mn); ниското съдържание на SiO2 показва недостатъка на тези тестове, липсата на инертни материали, рудите са използвани без шлакообразуващи инертни материали.
По въпроса за корозията:
В този контекст беше зададен въпросът защо някои антични железни предмети са толкова добре запазени. Бригс искаше да стигне до дъното на това с малка поредица от експерименти. Тестовете за корозия бяха проведени върху две антични парчета и пробите от тестовете за топене, използвайки съвременна стомана като еталонен материал. Загубата на тегло на античните парчета и тестовите образци на практика винаги е била значително по-ниска, отколкото при съвременната стомана. Бригс дава съдържанието на фосфор в древните парчета като основна причина (стр. 87).
Литература, използвана от J. Z. Briggs
Приложението „Библиография“ от 14 страници включва 231 препратки по азбучен ред на авторите; най-старата цитирана творба е "Пърлус" Металургия, желязо и стомана 1864, но в текста може да се спомене а. цитира още Омир, Аристотел, Диоскурид и Плиний. Освен желязото и стоманата, най-често срещаната ключова дума е „фосфор“ в 24 заглавия.
Дисертация Leoben 1936 [3]
„Експерименти върху анодното поведение на хром и V2A стомана“.
Джанет Бригс (фиг. 4) вероятно е дошла в Австрия и университета в Леобен Монтан не само заради познанията си по немски, но и заради връзките си с Хувърс [NB2]. Тя идва в Австрия през юли 1933 г. само месец, след като завършва "инженер" в Станфордския университет. Робърт К. Бар даде много подробности за този престой в книгата си [4]. В допълнение към академичната си работа във Виенския технологичен университет, тя обиколи почти цяла Европа, включително пътуване до Египет.
Джанет Заф Бригс по време на престоя си в Австрия (1933–1936)
Както пише Л. Йонтес [8], Бригс е учил във Виенския технологичен университет от 1933 до 1935 г. при проф. Волф Мюлер и след това е взел нейния Rigorosum в Леобен на 11 декември 1935 г. в Montanistische Hochschule Leoben и е станал ректор на Грац в началото на 1936 г. Проф. Ханс Пол и деканът на Леобен проф. Вилхелм Петрашек сен. до Dr. mont. докторска степен (фиг. 5). Училището в Леобен е обединено с Техническия университет в Грац през 1935 година. Вероятно е завършила първата си фаза на обучение във Виена, докато специализираното й обучение е проведено в Леобен. Вашата дисертация е в библиотеката на университета в Монтан и показва структура, която вече е била използвана за дипломната работа: Тя започва с много прости експерименти за окисляване на хром, а след това навлиза във все повече и повече подробности за основната тема на стомана V2A, тук най-вече хром-никел - Стомана 18/8, маркирана за влизане. Дисертацията (в два тома) е много подробна и подкрепена от множество химически оценки. В [4] също има подробна препратка към личния живот, особено в Австрия, за която могат да се използват подробните дневници. Той също така с хумор описва церемонията по дипломирането на Леобен на 1 февруари 1936 г.
Удостоверение за докторска степен в Леобен на 1 февруари 1936 г.
Професионален опит
Инж. Д-р mont. Джанет Заф Бригс напуска Европа в Хамбург на 22 август 1936 г. на борда на „Ванкувър“ и пристига в Лос Анджелис на 25 септември 1936 г. Тя се опита да намери подходяща позиция чрез многобройни приложения, които показаха затруднения за кандидатите от женски пол в техническата област. Тя беше не само първата жена инженер в Станфорд, но и първата жена лекар на Монтанските науки в Леобен.
Чрез приятели тя намери първата си работа в продължение на девет години в Crucible Steel Corporation, но скоро намери позиция в Climax Molybdenum Company в Ню Йорк, където остана до смъртта си през 1974 година. Сред многобройните публикации „Archer/Briggs, Molybdenum-Steel, Iron and Alloys 1947“ [9] е може би най-известната.
Последващи забележки [NB1–2]
[NB1] Jontes L. събуди интереса на авторката към тази тема със своята статия [8]. Тя притежава книгата [4] с подробна биография и кратки описания на научната си работа. Съветникът д-р. Бихме искали да благодарим на Йонтес за възможността да използва този източник на литература. Д-р mont. Бригс също беше представена накратко от нея на изложбата за 175-та годишнина с докторска степен в коридорната изложба в университета в Монтан.
Тъй като директните поръчки не бяха възможни поради забраната за работа в Станфорд, авторът попита бивш колега по работа от Менло Парк, Калифорния, д-р. Доналд А. Шоки, в близкия изследователски институт за медиация в Станфорд, така че тази работа [2] вече е достъпна за проверка от автора като pdf файл и копие в Leoben. Оригиналното цитиране в Станфорд е: Кратко изследване на направата, работата и свойствата на древното желязо [1933], Briggs, J. Z. (Janet Zaph), 1912–1974. 1933. КНИГА87, xviii листа: ил., Снимки.; 28 см. Библиотека за науките за Земята (Branner).
[NB2] Университетът по минно дело и минно дело Леобен (днес Университет Монтан) награди президента на Съединените щати инж. Хърбърт Кларк Хувър (1874–1964) с почетен доктор на 3 март 1933 г. Той трябваше да бъде представен от пратеника Гилкрист Стоктън, тъй като той трябваше да придружи наследника си като президент Франклин Делано Рузвелт на неговото встъпване в длъжност на 4 март 1933 г. Хувър, син на ковач в Айова, също като Джанет З. Бригс по-късно е учил минно дело (и металургия) в Станфордския университет и е пътувал по целия свят като консултант и организатор на мини. След президентството си той се занимаваше особено с благотворителни дела.
Интересът му към историята на копаенето се отразява във факта, че при дългите пътувания преди неговото президентство той е бил зает да превежда книгата на Георг Агриколас, De re metallica libri XII [10], където съпругата му Лу Хенри, която е изучавала латински, помогна за превода на първото издание от 1555г. Неговите коментари в него са с най-висока точност и в детайли надхвърлят първото издание на съвременен немски език от 1928 г. [11]. Оригиналният превод от 1912 г. е достъпен само в няколко екземпляра, но може и да е бил а. Публикувано през 1950 г. в Ню Йорк [10].
литература
Сперл, Г.: Сто години експерименти за топене при ранно производство на желязо, добив и преработка на желязо в ранния период, LGH, Нова серия, 2 (1981), стр. 93-99
Briggs, J. Z.: Кратко изследване на създаването, работата и свойствата на древното желязо, дисертация в Станфордския университет в Калифорния, 1933 г.
Briggs, J. Z., Експерименти върху анодното поведение на хром и V2A стомана, 2 тома., Diss., Leoben, 1936
Barr, R. O.: Невероятният JZ Briggs, Гринуич, Кънектикът: CIimax Molybdenum Company Division на AMAX Inc., 1974
Fettweis, G. B. L.: Преди 75 години: Награден с Dr. mont. h.c. на важния минен инженер и тогавашният президент на Съединените американски щати Хърбърт Кларк Хувър, Книги за минното дело и Hüttenmänniche, 153 (2008), № 4, стр. 159-160
Sperl, G .: За производството на стоманената колона в Делхи (Индия), 4 век сл. Н. Е., Res montanarum, 50 (2012), стр. 84–87 и Bergknappe, 2 (2013), стр. 14–17
Briggs, J. Z., в: [2], стр. 17 Индийски процес за ковано желязо: Спр. 71: Gowland, W.: Металите в древността, списание на Кралския антропологичен институт, 42 (1912), стр. 235-287
Йонтес, Л.: От Леобен в света. Забележителни възпитаници и студенти в Montanuniversität Leoben и техните предшественици стр. 74–103, в: res montanarum, специализирано списание на Montanhistorisches Verein Österreich, специален том 3/2015, ISSN 1727–1797, тук: стр. 89–90.
Archer, R. S.; Briggs, J. Z., Loeb, C. M., Jr.: Молибденови стомани, ютии, сплави, 394 страници, Ню Йорк: Climax Molybdenum Comp., 1947
Хувър, Х. С.; Хувър, Л. Х.: Georgius Agricola De Re Metallica; Отпечатан превод от 1912 г., Ню Йорк: Dover Publ., 1950
Агрикола, Г.: 1444–1555, Дванадесет книги за минно дело и металургия, Берлин: VDI-Verlag, 1928 (и няколко препечатки от него)