Dr. mont. Janet Zaph Briggs și studiile ei în cuptor în Stanford, Ca. 1933
Janet Zaph Briggs (1912-1974) Stanford-Leoben și Arheometria metalurgică a fierului
rezumat
Arheometalurgia experimentală a fierului, investigația științifică a fierului antic, fusese deja începută în 1977 la Hüttenberger Erzberg prin experimente de topire. În SUA, tânăra studentă Janet Zaph Briggs (1912–1974) cu teza de diplomă la Universitatea Leland-Stanford din California a fost prima care a făcut din aceasta sarcina tezei de diplomă din 1933, încă puțin preocupată de teoriile metalurgice fundamentale. Testele de topire au produs doar o cantitate mică de fier maleabil în mod direct, dar experiența și investigațiile cu privire la particularitățile coroziunii fierului istoric au fost valoroase și au fost recompensate cu titlul de „Inginer” de către universitate. Predilecția ei pentru Austria a determinat-o să înceapă o disertație la Viena, care a fost apoi premiată la Leoben în 1936 cu „Dr. mont. ”a fost recompensat. Pe plan profesional, ea a avut mai târziu succes științific la Compania Climax Molybdenum, cu sediul în New York.
Abstract
Arheometria metalurgică a fierului, cercetarea științifică despre istoria fierului, a început cu experimente de topire și analize ale zgurii lor. În Austria, primele experimente au fost documentate în 1877; în America, primele experimente sunt descrise în teza, publicată în 1933 la Universitatea Leland-Stanford din California, de către un tânăr student la minerit și metalurgie, Janet Zaph Briggs (1912–1974).
Chiar dacă experimentele de topire nu au avut prea mult succes, experiențele acumulate din topirea fierului și testele de coroziune au oferit o viziune complet nouă asupra metalurgiei timpurii a fierului în SUA. După ce și-a luat doctoratul la Leoben în 1936, Janet Briggs a devenit cercetător de mare succes la Compania Climax Molybdenum.
introducere
Ideea de a recrea procesul istoric de curse pentru producția directă de oțel uitat din minereu prin teste de topire a fost realizată pentru prima dată în regiunea alpină în 1877 pe Magdalensberg [1]. Impulsul a fost descoperirea gropilor de topire, a căror utilitate pentru extracția fierului urma să fie dovedită prin experimente de topire. De fapt, fierul maleabil a fost extras și forjat în scule din acest oțel.
Abia în perioada interbelică au urmat alte încercări de topire; În această tradiție, teza de diplomă a lui Janet Zaph Briggs (1912–1974) la Stanford, California 1933 [2], cu care a dobândit titlul de inginer minier [NB1]. Ca și în disertația prezentată la Leoben în 1936 [3], o parte din interesul ei a fost dedicat problemei coroziunii.
Scurtă biografie
Janet Zaph Briggs s-a născut în Santa Ana, California, în 1912 [4]. Tatăl, George Briggs (1861-1946), s-a căsătorit cu Eva Potts în Arizona în 1892. Janet avea doi frați și familia s-a mutat în Santa Ana, California, în 1909. George Briggs a fost un vânător pasionat, implicat și în politică și activități bancare locale.
Janet Z. Briggs a obținut o diplomă de licență la Universitatea Leland Stanford Junior din Palo Alto în 1931 și a absolvit universitatea în 1933 cu o diplomă de inginer. La vremea respectivă, la Stanford nu era o problemă normală faptul că studențele studiau o disciplină tehnică, Briggs era primul aici și în curând a fost recunoscut pe deplin ca coleg. În plus față de cursurile obișnuite de inginerie, germana a fost inclusă în descrierea studiului din 1928 și aceasta a rămas pe listă până la sfârșitul studiilor sale în 1933. În timpul studiilor, fratele președintelui SUA Herbert Clark Hoover, care a primit un doctorat onorific la Leoben în 1933 [5], a fost Theodor J. Hoover, decanul Facultății de Inginerie, care a pregătit-o pentru studii postuniversitare în Europa [NB2].
Munca ta științifică
Teza de diplomă Stanford 1833 [2]:
„Un scurt studiu al fabricării, funcționării și proprietăților fierului antic” (% cifre întotdeauna în masă sau în greutate%, numerele paginilor se referă la teza [2]).
Briggs justifică sarcina muncii sale în Cap. 1:
Obiectul acestui experiment este triplu: în primul rând, să se determine cât de practice sunt metodele de fabricare a fierului date de arheologi; în al doilea rând, pentru a testa fierul fabricat prin metode antice pentru rezistența la coroziune; și al treilea, pentru a încerca să găsească motivul rezistenței la coroziune a fierului antic.
Acest subiect are doar interes academic. S-au dat multe relatări despre vechile cuptoare de fier și despre funcționarea lor, dar se pare că nu există niciun raport al unui metalurgist care să producă fier într-un cuptor cu reducere directă de design antic și apoi să testeze fierul pentru rezistența la coroziune.
Este interesant aici că investighează în mod expres nu numai producția, ci și comportamentul mai bun la coroziune al fierului de cuptor de curse și este de fapt primul aici, în timp ce Gundacker Graf Wurmbrand a avut succes în testele de topire de pe Hüttenberger Erzberg încă din 1877 [1]. Experimentele lor încep cu teste pe hematit și magnetit într-un foc de tabără (Fig. 1), dar în curând trec la un cuptor cu arbore, care este construit pe baza descrierii cuptorului indian (p. 17). (Fig. 2).
J. Z. Briggs încercând un foc de tabără (V2 în [2])
Cuptorul de curse (cuptorul cu arbore) pentru experimente (# 3-7)
Experimentele (pp. 79-84) sunt precedate de o amplă căutare a literaturii, ale cărei rezultate sunt descrise în detaliu pe 56 de pagini (pp. 2-58) și se bazează pe un total de 231 de referințe. Anexa (pp. I - XVIII) conține, de asemenea, descrieri ale investigațiilor pe 141 de obiecte de fier din literatură (pe 8 pagini duble).
Această colecție se caracterizează prin descrierea Coloanei de fier din Delhi, India, secolul al IV-lea d.Hr. (Fig. 3), care, așa cum arată citările din literatura din coloana din dreapta, fusese deja tratată de patru ori în literatură până în 1933. Astăzi știm că această coloană este goală, a fost realizată cu o grosime a peretelui de aproximativ 5 cm din aproximativ 200 de bucăți de păpuși și cântărește doar 2 tone [6]. Chiar și atunci, Briggs a descoperit că perlele din fierul meteor al culturii Gerzeh (Egiptul 3500-3200 î.Hr.) sunt cele mai vechi obiecte de fier lucrate de om și că tablele de fier găsite în 1937 în piramida Cheops (construită în jurul anului 2600) cu siguranță nu este este antic.
Coloana Gupta din Delhi (India) lângă Briggs 1933 [2], Anexă, pp. XIV/XV, nr. 110
Experimentele de reducere a fierului din minereu sunt efectuate pe minereuri locale (hematit 69,36% Fe, 0,29% SiO2, magnetit 60,94% Fe, 8,93% SiO2). (P. 59/2). Ca experiment V1, ambele minereuri au fost stabilite și încălzite într-o forjă timp de 7 ore; minereurile nu se schimbaseră. Pentru experimentul V2, s-au folosit din nou minereuri mixte, s-a aprins un foc mai mare (cu lemne și cărbune (Fig. 1) și un vânt moderat timp de 3 ore, din nou fără schimbarea minereurilor.
Pentru testele de la 3 la 7 (pentru Briggs # 1-5), un cuptor cu arbore a fost selectat ușor modificat conform ideilor pentru cuptorul cu arbore indian [7] (Fig. 2): diametrul interior liber era de 254 mm (10 ″), Înălțimea construcției este de aproximativ 600 mm (2 ft), diametrul interior al tuyerului este de 25 mm (1 "), grosimea peretelui (din lut și mortar) 75 mm (3"). Pentru V3-5 s-a folosit hematit, pentru V6-7 magnetit.
După evaluarea informațiilor de la pagina 67, în experimentul 3 (# 1) cuptorul uscat cu grijă a fost umplut cu cărbune (aprox. 60 dm 3>
12 kg) și acestea au ars; 14,2 lire sterline (6,4 kg) de minereu au fost apoi stabilite în decurs de o oră, ceea ce reprezintă o rată de aproximativ 2 kg de cărbune pe kg de minereu; Având în vedere faza de încălzire cu cărbune, valoarea este de 4 kg per kg de minereu, ceea ce este destul de sensibil pentru experimentele de topire cu succes. Consumul de cărbune aici a fost de aproximativ 12 kg pe oră (încărcare în raft 60 kg HK/m 2 .h). A fost produs un bloc de topitură de aproximativ 12 cm în dimensiunea exterioară, care, totuși, s-a spart sub ciocan în bucăți mici care conțin prăjituri de fier mai mici.
În experimentul V4 (# 2), s-a folosit hematit și zgură returnată din experimentul V3. Te-ai încălzit mai mult și ai avut probleme cu depozitele de aragaz; dar rezultatul a fost dezamăgitor (0,79% Fe-met!); în opinia lui Briggs, a avut loc reoxidarea. Pentru experimentul V5 + 6, duza de vânt a fost mărită. Hematitul a fost utilizat pentru V5 (# 3) și magnetitul pentru V6 (# 4). Ultima încercare (V7/# 5) a fost mai fierbinte, dar a dat și un rezultat nesatisfăcător din cauza zgurii.
Când blocul de cenușă de la Trial (# 2) a fost încălzit în forjă, cărbunele prins a ars și cenușa a fost scoasă din lichid. Acești fulgi mici de fier, care însumează 0,45 kg, au fost forțați împreună într-o probă pentru investigații suplimentare.
Rezultatul testelor:
Analiza chimică a fierului din # 4 a arătat: C 0,41%, Mn 0,42%, Si 0,06%, S 0,005%, P 0,100%.
Conținutul relativ ridicat de Mn arată că au existat încă incluziuni de zgură în probă (magnetitul avea 0,118% Mn); conținutul scăzut de SiO2 arată deficiența acestor teste, lipsa agregatelor, minereurile au fost utilizate fără agregate care formează zgură.
În ceea ce privește coroziunea:
În acest context s-a pus întrebarea de ce unele obiecte de fier antice sunt atât de bine conservate. Briggs a vrut să ajungă la baza acestui lucru cu o serie mică de experimente. Testele de coroziune au fost efectuate pe două piese antice și probele din testele de topire, utilizând un oțel modern ca material de referință. Pierderea în greutate a pieselor antice și a probelor a fost practic întotdeauna semnificativ mai mică decât pentru oțelul modern. Briggs oferă conținutul de fosfor al pieselor antice ca fiind cauza principală (p. 87).
Literatura folosită de J. Z. Briggs
Anexa de 14 pagini „Bibliografie” include 231 de referințe în ordine alfabetică a autorilor; cea mai veche lucrare citată este Percy Metalurgie, fier și oțel 1864, dar textul poate menționa A. a citat, de asemenea, Homer, Aristotel, Dioscuride și Plini. Pe lângă fier și oțel, cel mai frecvent cuvânt cheie este „fosfor” în 24 de titluri.
Disertație Leoben 1936 [3]
„Experimente privind comportamentul anodic al oțelului crom și V2A”.
Janet Briggs (Fig. 4) a venit probabil în Austria și Universitatea Leoben Montan nu numai datorită cunoștințelor sale de limba germană, ci și prin relațiile sale cu Hoover [NB2]. La doar o lună după absolvirea ca „inginer” la Universitatea Stanford, a venit în Austria în iulie 1933. Robert Q. Barr a dat multe detalii pentru această ședere în cartea sa [4]. Pe lângă munca sa academică la Universitatea de Tehnologie din Viena, a făcut turnee în aproape toată Europa, inclusiv o călătorie în Egipt.
Janet Zaph Briggs în timpul petrecut în Austria (1933-1936)
După cum scrie L. Jontes [8], Briggs a studiat la Universitatea de Tehnologie din Viena între 1933 și 1935 cu prof. Wolf Müller și apoi a luat Rigorosum la Leoben pe 11 decembrie 1935 la Universitatea Montanică din Leoben și a devenit rectorul Graz la începutul anului 1936 Prof. Hans Paul și decanul de la Leoben Prof. Wilhelm Petraschek sen. către Dr. mont. doctorat (Fig. 5). Școala Leoben a fost fuzionată cu Universitatea de Tehnologie din Graz în 1935. Probabil că a finalizat o primă etapă de studiu la Viena, în timp ce studiile sale de specialitate au avut loc la Leoben. Disertația dvs. se află în biblioteca Universității Montan și arată o structură care fusese deja utilizată pentru teza de diplomă: începe cu experimente foarte simple privind oxidarea cromului, apoi intră în detalii din ce în ce mai multe în subiectul principal al oțelului V2A, aici în principal crom-nichel - Oțel 18/8 marcat pentru a intra. Disertația (în două volume) este foarte detaliată și susținută de numeroase evaluări chimice. În [4] există, de asemenea, referiri detaliate la viața privată, în special în Austria, pentru care ar putea fi utilizate jurnalele detaliate. De asemenea, descrie cu umor ceremonia de absolvire a lui Leoben din 1 februarie 1936.
Certificat de doctorat la Leoben la 1 februarie 1936
Experienta profesionala
Ing.Dr. mont. Janet Zaph Briggs a părăsit Europa la Hamburg pe 22 august 1936 la bordul „Vancouver” și a ajuns la Los Angeles pe 25 septembrie 1936. Ea a încercat să găsească o poziție adecvată prin numeroase aplicații, care au arătat dificultăți pentru solicitantele din domeniul tehnic. Ea a fost nu numai prima femeie inginer din Stanford, ci și prima femeie doctor în științe miniere din Leoben.
Prin prieteni, și-a găsit primul loc de muncă timp de nouă ani la Crucible Steel Corporation, dar în curând a găsit un post la Compania Climax Molybdenum din New York, unde a rămas până la moartea sa în 1974. Printre numeroasele publicații, „Archer/Briggs, Molybdenum-Steel, Iron and Alloys 1947” [9] este probabil cea mai cunoscută.
Observații ulterioare [NB1–2]
[NB1] Jontes L. a trezit interesul autorului pentru acest subiect cu articolul său [8]. Ea deține cartea [4] cu o biografie detaliată și scurte descrieri ale lucrării sale științifice. Consilier Dr. Am dori să mulțumim lui Jontes pentru oportunitatea de a folosi această sursă de literatură. Dr. mont. Briggs a fost, de asemenea, prezentată pe scurt de ea la expoziția pentru aniversarea a 175 de ani, cu titlul de doctor în expoziția pe coridor de la Universitatea Montan.
Deoarece achizițiile directe nu au fost posibile din cauza interdicției de a lucra la Stanford, autorul i-a cerut unui fost coleg de lucru din Menlo Park, California, Dr. Donald A. Shockey, în apropierea Stanford Research Institute pentru mediere, astfel încât această lucrare [2] este acum disponibilă pentru inspecție de către autor ca fișier pdf și copiat în Leoben. Citația originală de la Stanford este: Un scurt studiu al fabricării, funcționării și proprietăților fierului vechi [1933], Briggs, J. Z. (Janet Zaph), 1912–1974. 1933. BOOK87, xviii leaves: ill., Photos.; 28 cm. Biblioteca Științelor Pământului (Branner).
[NB2] Universitatea Leoben de minerit și minerit (acum Universitatea Montan) i-a acordat președintelui Statelor Unite Ing. Herbert Clark Hoover (1874-1964) un doctorat onorific la 3 martie 1933. El a trebuit să fie reprezentat de trimisul Gilchrist Stockton, întrucât urma să-l însoțească pe succesorul său în funcția de președinte, Franklin Delano Roosevelt, la învestirea sa la 4 martie 1933. Hoover, fiul unui fierar din Iowa, a studiat, la fel ca Janet Z. Briggs mai târziu, mineritul (și metalurgia) la Universitatea Stanford și a călătorit peste tot în lume ca consultant și organizator de mine. După președinția sa, s-a implicat în mod deosebit în chestiuni caritabile.
Interesul său pentru istoria minelor s-a reflectat în faptul că în lunile călătorii înainte de președinție era ocupat cu traducerea cărții lui Georg Agricolas, De re metallica libri XII [10], unde soția sa Lou Henry, care studiase latina, a ajutat la traducerea primei ediții din 1555. Comentariile sale în aceasta sunt de cea mai mare precizie și depășesc în detaliu prima ediție în limba germană modernă din 1928 [11]. Traducerea originală din 1912 a fost disponibilă doar în câteva exemplare, dar poate că a fost A. Publicat în 1950 la New York [10].
literatură
Sperl, G.: Sute de ani de experimente de topire în producția timpurie de fier, extracția și prelucrarea fierului în perioada timpurie, LGH, Seria nouă, 2 (1981), pp. 93-99
Briggs, J. Z.: Un scurt studiu al fabricării, funcționării și proprietăților fierului antic, teză la Universitatea Stanford din California, 1933
Briggs, J. Z., Experimente privind comportamentul anodic al cromului și al oțelului V2A, 2 volume., Diss., Leoben, 1936
Barr, R. O.: Uimitorul JZ Briggs, Greenwich, Connecticut: Divizia CIimax Molybdenum Company a AMAX Inc., 1974
Fettweis, G. B. L.: Acum 75 de ani: Premiat cu Dr. mont. h.c. importantului inginer minier și apoi președinte al Statelor Unite ale Americii Herbert Clark Hoover, cărți lunare Mining and Hüttenmänniche, 153 (2008), nr. 4, pp. 159-160
Sperl, G.: Despre fabricarea coloanei de oțel în Delhi (India), secolul IV d.Hr., res montanarum, 50 (2012), pp. 84-87 și Bergknappe, 2 (2013), pp. 14-17
Briggs, J. Z., în: [2], p. 17 Proces indian pentru fierul forjat: Ref. 71: Gowland, W.: The Metals in Antiquity, Journal of Royal Anthropological Institute, 42 (1912), pp. 235-287
Jontes, L.: De la Leoben în lume. Absolvenți și studenți notabili la Montanuniversität Leoben și predecesorii lor pp. 74–103, în: res montanarum, jurnal de specialitate al Montanhistorisches Verein Österreich, volumul special 3/2015, ISSN 1727–1797, aici: pp. 89–90.
Archer, R. S.; Briggs, J. Z., Loeb, C. M., Jr.: Oțeluri de molibden, fiare de călcat, aliaje, 394 de pagini, New York: Climax Molybdenum Comp., 1947
Hoover, H. C.; Hoover, L. H.: Georgius Agricola De Re Metallica; Traducere tipărită în 1912, New York: Dover Publ., 1950
Agricola, G.:1494–1555, Douăsprezece cărți despre minerit și metalurgie, Berlin: VDI-Verlag, 1928 (și mai multe reeditări ale acestuia)