⑴ 1740到1860年,英國發明了哪些東西
蒸汽機的發明和應用被視為工業革命的標志。1698年,英國工程師薩弗里設計製造了用於煤礦抽水的蒸汽機。大約1705年,英國人托馬斯·紐可門製造了有活塞的蒸汽機,並在煤礦得到廣泛應用。1763年,英國技師詹姆斯·瓦特開始改進蒸汽機,並於1769年注冊了新的蒸汽機專利。瓦特運用科學理論,從1765年到1790年,他進行了一系列發明,比如分離式冷凝器、汽缸外設置絕熱層、用油潤滑活塞、行星式齒輪、平行運動連桿機構、離心式調速器、節氣閥、壓力計等等,使蒸汽機的效率提高到原來紐科門機的3倍多,最終發明出了現代意義上的蒸汽機。貝塞麥(1813—1898)英國工程師。1856年發明轉爐煉鋼法。貝塞麥英國冶金學家。20歲發明郵票印刷的新方法。後來全力進行煉鋼法的研究,發現將融化的生鐵放進轉爐內,吹入高壓空氣,便可燃燒掉生鐵所含的硅、錳、磷、碳,而煉成鋼。這是首創大量產鋼的方法。此後,歐洲、美洲都引進了這一先進方法,世界進入了鋼鐵時代。愛德華·琴納(公元1749-1823年),1796年為一名8歲男孩接種了牛痘,牛痘疫苗從此產生。這也是人類通過有意識預防接種來控制傳染病的首次科學實驗。1767年,詹姆斯·哈格里夫斯發明了珍妮紡紗機。
1769年,理查德·阿克賴特發明水力紡紗機。1779年,塞繆爾·克朗普頓發明走錠紡紗機。1785年,埃德蒙·卡特賴特發明了水力織布機。到1820年,經改進的動力織布機得到廣泛應用。1784年,享利·科特發明了攪煉法,使生鐵變成熟鐵。紡紗機。1815年,漢弗萊·戴維發明了煤礦安全燈。1794年,英國人莫茲利發明了車床上的運動刀架。1817年,英國人羅伯特發明了牛頭刨床。1850年,惠特沃斯發明了計量儀器,提高了機械加工精度。1814年,英國人喬治·史蒂芬森製造了蒸汽機車,1825年他建造的鐵路通車,時速達15英里。 1746年·英國J.羅巴克在伯明翰建成第一個鉛室法硫酸廠,代替了用玻璃器皿生產硫酸的裝置
1747年·英國J.林德在航海船員中進行臨床實驗,證明柑橘(含維生素C)具有抗壞血酸的效果
1766年·英國H.卡文迪什發現氫
1774年·英國J.威爾金森發明較精密的炮筒鏜床,為第一台真正的機床。次年,用它加工汽缸體,使瓦特蒸汽機得以運行
1782年·英國J.瓦特發明和試制雙動式蒸汽機成功。以蒸汽機的發明和應用為主要標志,西方國家出現第一次技術革命
1785年·英格蘭T.貝爾發明的滾筒印花機投入生產
1785年·英國J.亨特發現側支循環,確立動脈瘤結扎法
1790年·英國聖托馬斯發明世界上第一台手搖縫紉機
1803年·英國B.唐金製成長網造紙機,並在兩年後造出紙張
1807年·英國H.戴維製得金屬鉀和鈉,次年製得金屬鈣、鎂、鍶、鋇
1809年·英國J.迪金森製成圓網造紙機
·英國H.戴維在1809~1811年間做了一台2000副鋅-銅對大電池,用於連續電弧表演,開創了電光源時代,1809年發明碳弧燈,為最早的電光源和電氣燈具
1817年·英國R.羅伯茨創制龍門刨床
1819年·英國J.L.馬克尚首創碎石路面修築工藝,後稱「馬克尚築路法」
1826年·英國J.沃克製成實用火柴
1828年·英國J.B.尼爾森發明鐵管式高爐熱風爐
1829年·英國G.斯蒂芬森製成蒸汽機車
1829年·英國W.尼科爾發明偏光顯微鏡
1835年·英國J.惠特沃思發明滾齒機
1839年·英國K.麥克米倫創制裝有曲柄連桿機構的鐵制自行車
⑵ 蒸汽紡紗機什麼時候發明的 來個明白人!!
這里是英國西北部的一座濱海小城,它的名字叫格里諾克,1736年,工業革命之父、萬能蒸汽機的發明者――詹姆斯·瓦特先生就出生在這里。今天,這座城市美麗而安寧,港灣中停泊著許多漂亮的遊艇,街道上汽車稀少,人們生活閑適平靜。
不過,大約三百年前,這里完全是另外一幅景象。由於靠近歐洲煙草中心的格拉斯哥市,格里諾克的出海口位置顯得非常重要。港口中大型帆船你來我往,城市裡載貨馬車喧囂奔騰,酒館里商人們吞雲吐霧、高談闊論。瓦特的祖父和父親就是這些商人中比較成功的兩位,他們從事的是格里諾克最紅火的煙草貿易。
工業革命前的英國,有很多像瓦特家族這樣的家庭,在新教思想影響下,開始努力創造財富,追求利潤,他們想以現實的成就與上帝溝通,證明自己是上帝的選民。用他們自己的話來說,就是「弄錢是人生的主要之事。」
如果進一步擴大眼界看,就會發現瓦特的父輩們在格里諾克與美國的弗吉尼亞之間進行的貿易,僅僅是英國全球貿易中一個小小的部分。1686年時的一個統計表明,當時有近一半的英國船隻都在從事美洲或印度貿易。這是當時讓所有國家都會眼紅的生意。
英國倫敦大學王家學院教授安德魯"波特
我認為「光榮革命」帶來了政治穩定的局面,其最重要的結果就是普通國民感覺有一個他們可以信賴的政府。由於對政府持有好感,國民願意納稅來支持政府。他們更願意承擔必要的賦稅支持國家對外作戰,特別是在18世紀初期與法國和西班牙作戰。
1763年,通過英法七年戰爭,英國才將擋在自己面前的法國和緊跟法國的西班牙暫時搬開。一位英國歷史學家評論說:「從戰爭結束起,英國較其周圍國家重要還是不重要,已無關緊要。因為英國已不再僅僅是一個歐洲強國,不再僅僅是德國、俄國或法國的對手。」
有史以來第一次,英國把自己看作是世界性的大國了。
英國威斯敏斯特大學教授理查德·哈丁
英法七年戰爭對英國的地位有著巨大的影響。這是海戰第一次,對歐洲的外交格局產生了決定性作用。西班牙和法國再不能忽視英國的力量,如果對英宣戰,他們就會失去重要的領地。
殖民擴張和海外市場的成熟,使各種商品的需求量越來越大,以手工工場為支撐的生產能力變得捉襟見肘。為了能經受住這種考驗,幾乎整個英國都被動員了起來。一位英國棉紡主,從他在倫敦的經理人那裡得到這樣的信息:「無論你能生產多少平紋布,好的次的我們都要。」 「你必須想辦法發明,在工業中你們大有可為,……」
市場上如黑洞般的迫切需求,首先出現在紡織業,因為這個行業的產品與普通人的生活最密切相關。為了以更快的速度生產,工匠們的聰明才智被充分調動了起來,新的發明一個接著一個,英國開始一步步接近「工業革命」的起跑線。
英國倫敦大學伯貝克學院教授米歇爾·亨特
舊式的紡織生產單位非常小,一般以戶為單位,妻子、孩子甚至連丈夫一家人在一起織布。但隨著飛梭和珍妮紡紗機等發明的出現,生產規模就大大擴展了,更多的人能在一起工作。這樣就出現了工廠模式,為以後的工廠模式打下了基礎。
?/P>
在生產中大規模使用機器,極大地提高了手工工場的效率,並最終促成了現代工廠的誕生。但是這些工廠卻有著共同的局限,它們幾乎無一例外地都選擇了靠近河流的地方作為廠址,這是因為到18世紀初,能夠使機器運轉的動力源,還是人類已經使用了將近兩千年的風車和水排。這種依靠自然界提供的動力源,嚴重製約了生產。因此,哪個國家能最先造出適應工業化需求的動力機器,那它就將在競賽中處於領先地位。那台能夠啟動新時代的機器,將會在怎樣的機緣匯聚下誕生呢?率先跨入工業時代大門的英國人,究竟為此做了哪些准備?
事實上,當整個英國,甚至是整個歐洲,都伸直了脖子,盼望那台可以產生無窮動力的機器的時候,最終製造出「萬能蒸汽發動機」的詹姆斯·瓦特先生,卻正在面臨一場前所未有的危機。
1773年3月,瓦特先生的合夥人破產了,這不僅使他失去了穩定的收入,而且不得不變賣家產來還債。37歲的瓦特抱怨說:「我還有妻子兒女,眼看自己變得雪染雙鬢,卻沒有任何固定的職業來供養他們。」
中國南京大學歷史系 教授 楊豫
1773年的秋天,瓦特又遭遇了一次家庭的變故,和他共同生活了九年的妻子去世了,而且給他留下了六個兒女,與他共同合作的工廠又破產了,這個時候,他的生活落到了最低谷。有一位朋友推薦他到俄國去工作,他說:「我眼下有這么多的事情要做,而我又這么貧困。我感覺到非常苦悶。」
但是英國,這片讓瓦特先生沮喪的故土,此時也許會讓一個不成功的商人離開,卻不會讓一個將會帶來無限商機的發明家走出自己的視野,因為,它早已准備好了將聰明才智納入實用軌道的各種機制。這些機制,如同一張巨大而細密的網,將世界上最優秀的人才和技術都搜羅到了英國。其中,專利保護就是重要的一種措施。
英國牛津大學科學歷史學教授羅伯特·福克斯
專利最早產生於16世紀,但在16和17世紀申請專利並不常見。自18世紀以來專利申請才普遍起來,變得重要了。申請專利的目的很簡單,即保護一項發明,使它保持新穎。專利給予發明者約15年左右的保護期,在此期間,他的發明受到保護,其他任何人不得仿冒。
晚年的瓦特,生活非常富庶。但是瓦特財富的主要來源,不是製造蒸汽機的工廠,而是被廣泛轉讓的高效能蒸汽機的發明專利。
對技術創新的激勵機制,對英國發展影響深遠,直到已進入知識經濟時代的今天,這個制定了世界上第一部專利法的國家,依然將科技創新戰略作為國家發展戰略,並在全球高新產品生產國中位列第四。
而250年前,英國對知識產權的保護和獎勵,使幾乎所有的人,都陷入了一種對新技術、新發明的狂熱崇拜之中。一本英國刊物稱,「工程技術的貢獻大於戰爭和外交;它的貢獻大於教堂和大學;它的貢獻大於抽象的哲學和文學;在改變社會方面,它的貢獻大於我們法律所作的貢獻……」
在這種全民性的崇拜中,一個新興階層表現得最為虔誠,因為技術和發明與他們有著最為密切的利益關系。這個階層當時被叫做「工廠主」,今天被稱為「企業家」。 1773年,正是他們中的一員挽留住了想要前往俄國的瓦特,他的名字叫馬修·博爾頓。
中國南京大學世界歷史系 教授楊豫
博爾頓的索霍工廠在伯明翰,伯明翰是當時英國的小五金生產的中心,博爾頓的工廠有1000多個員工,他主要是生產小五金器械,甚至包括望遠鏡之類的產品,但是,博爾頓非常有眼光,他看到英國工業正在興起,許多新的工廠需要新的動力,於是,他就決定轉產蒸汽機和加工機械。
後來,當博爾頓和瓦特聯手製造第一台蒸汽機時,英國的國王前來參觀他們的工廠,當國王問博爾頓正在忙什麼時,他說:「陛下,我正忙於製造一種君主們夢寐以求的商品。」國王不解地問到底是什麼,博爾頓回答道:「是力量,陛下。」
正是具備了這種遠見,博爾頓極力挽留住了窮困苦悶的瓦特,他在寫給瓦特的信中說:「我將為發動機的竣工創造一切必要的條件,我們將向全世界提供各種規格的發動機。您需要一位「助產士」來減輕負擔,並且把您的產兒介紹給全世界。」
英國傳記作家 珍妮·尤格羅
馬修·博爾頓和詹姆斯·瓦特有著完全不同的性格。兩人能夠走到一起是工業歷史上最令人難以置信的一頁。詹姆斯·瓦特心思細膩,做事動作遲緩並且非常容易焦慮。他常常會灰心喪氣。他會將工作放到一邊,感覺好像要徹底放棄了。與他形成鮮明對比的是,馬修·博爾頓熱情洋溢,生氣勃勃,與人相處得很好,總是很樂觀。當瓦特說:「不會起作用的。」博爾頓會說:「當然會成功的,只要再試一下就行。」
博爾頓與瓦特的天作之合,讓瓦特徹底消除了後顧之憂。但是,如果瓦特只有一雙技藝出眾的手,那麼,萬能蒸汽機還是不會誕生。因為在瓦特之前,工匠們已經發明了蒸汽機,但這種蒸汽機笨重粗大並且耗煤,只有煤礦才勉強用得上。
中國科學技術協會 研究員 袁正光
在近代科學誕生的幾千年當中,人類的活動基本上遵循這樣一個模式:生產、技術、科學,也就是說憑經驗進行生產,在漫長的生產過程當中,提煉出技術,然後在改進技術的過程當中產生科學。這是一個憑經驗辦事的過程,所以走了不少的彎路和錯路。
瓦特沒有重走人類幾千年走過的彎路,為了對舊式蒸汽機進行脫胎換骨的改造,瓦特曾鑽研過力學、數學、化學,做過系統的實驗並仔細計算過氣缸的熱效能。為什麼瓦特會使用這樣一種以前的工匠們根本不會想到的方式來進行發明創造?他對於生產、技術、科學三者關系的認知從何而來?在瓦特研製蒸汽機之前的一個世紀里,正是歐洲歷史上一個科學鼎盛的時期。從17世紀中期開始,近代科學在一批巨人的推動下產生。在這批科學巨人當中排在最中心位置的是一位婦孺皆知的人,他就是艾薩克·牛頓。
許多歷史學家認為,如果從近代科學的角度看,正是牛頓開啟了工業革命的大門。
⑶ 安全帶是誰發明的
尼爾斯·博林。瑞典人,全名Nils Ivar Bohlin,生於1920年6月17日。1958年受雇於沃爾沃(Volvo)汽車公司,成為該公司的首席安全工程師,負責沃爾沃汽車的安全設計,並發明了汽車安全帶。
1959年8月13日,世界上第一輛裝備有三點式安全帶的汽車——沃爾沃PV544交付使用。在之後的50年裡,由沃爾沃發明的三點式安全帶挽救了超過一百萬人的生命。沃爾沃也是世界上第一個把三點式安全帶納入標准配置的汽車製造商。沃爾沃無私地將這項技術無償開放,任何汽車製造商都可以免費採用這項設計。直至今天,三點式安全帶仍然是汽車中最重要的獨立安全裝置。在120多年的汽車發展史上,三點式安全帶是應用最為廣泛,最有深遠意義的安全創新技術。
尼爾斯博林於1985年退休,2002年去世,享年82歲。他的偉大發明挽救了全世界不計其數的汽車駕乘者,被美國安全榮譽紀念館載入安全榮譽光榮榜史冊。
(3)亨特的發明擴展閱讀:
三點式安全帶構思:
這種安全帶不僅提供給駕駛員,也提供給其他乘位人員。事實上就是廣泛使用的汽車安全帶的雛形。博林作為發明人於1958年8月29日在瑞典申請了專利,並以此為優先權於1959年8月17日向美國和英國申請了專利,美國於1962年7月10日授予專利權,專利號為US3043625,發明名稱為《安全帶》。據此,可以確定汽車安全帶是1958年發明的。
該發明於1985年被德國專利局評為過去100年最重要的八大發明之一,也被選入了由美國紐約大學出版社和巴恩斯諾布爾出版社於2007年聯合出版的《第20世紀影響世界的100個發明》之中。尼爾斯·博林後半生一直從事汽車安全帶等汽車安全裝置的研發工作,退休後仍堅持研究保護乘坐人員避免側面撞擊的安全帶和其他裝置。他說:「有時候接到由於系安全帶而倖存者的感謝電話,真是溫暖我的心,並使我覺得我真的已能為人類做事了」。
⑷ 有關美國作家莫頓.亨特的資料
莫頓·亨特,美國作家。早年曾在空軍服役,做過空軍飛行員。在二戰時期,他曾駕機執行過對德國的偵察任務。 莫頓·亨特是一位擅長寫勵志類文章的作家,他的《懸崖上的一課》被美國作家芭芭拉·琳達編撰的《假如我們原諒上帝》收錄。此外《心靈雞湯 充滿陽光的成長歷程》這本收錄激勵心志的成長故事的書中也收錄了他的相關作品。
1945年1月,在英格蘭的沃頓空軍基地。作為上尉飛行員的莫頓·亨特接受了一項任務,駕駛沒有任何武器裝備和防護設施的蚊式雙引擎飛機深入到德軍本土執行偵察任務。他覺得幾乎無法完成任務,想像著飛機坐艙被炮彈擊中,自己鮮血飛濺,連跳傘的力氣都沒有。
第二天,莫頓·亨特駕機滑行在跑道上,他告誡自己,現在,只是起飛,飛起來就行。升到兩萬五千米高空時,他又告誡自己,現在所要作的,是在地面無線電的指導下,保持這個航向20分鍾,就可以到達荷蘭的素文島,這個,不難做到。
就這樣,莫頓·亨特不斷告誡自己,下面,只是飛越荷蘭,這並不難,然後,是飛臨德國,根本不須想更多的事。而且,還有後方的無線電支持。
就這樣,一程又一程,這位上尉終於完成了任務。當他接受盟軍的獎勵時,他說,我之所以成為孤膽英雄,完全是因為我小時侯一段經歷的啟示。一步又一步,終會達到自己的目的地。
美國作家莫頓·亨特自小體弱怯懦,從不敢冒險。一次他跟隨夥伴攀登二十米高的懸崖。當他攀登到離崖頂三分之二路程的石架上時,由於恐懼他全身顫抖,上不去下不來。其他夥伴不但不幫忙反而嘲笑他之後各自回家了。恐懼和疲乏使他全身麻木,不能動彈,只能在石架上哭泣。暮色中父親的手電筒光照著了亨特。黑夜中驚魂未定的亨特隨時有掉下來的可能。面對險情,深知兒子稟性的父親,沒有上石架把他抱下來,也沒有搬梯子讓他下來,或者拿繩子把他吊下來,而是要他自己從石架上爬下來。旁人也許認為父親太冒險,心腸太硬了。那麼父親是如何幫他脫臉的?父親沒有責罵他,而先安慰他,穩定他的情緒,「下來吧,孩子,晚飯做好了。」亨特哭著說:「我不下去,我會掉下去的,我會摔死的!」父親開導說:「不要想著距離有多遠,你只要想著你是在走一小步,你能辦到的,眼睛看著我電筒的光照著的地方,你能看見石架下面那塊岩石嗎?」「看見了。」 亨特說。接下來父親指導他爬下第一步.亨特照做了,信心大增,「我能辦得到的。」
亨特每次只移動一小步,慢慢爬下懸崖,最後投入父親強壯的手臂中。雖然哭泣了一會兒,但他隨之產生一種巨大的成就感。這次經歷使亨特悟出生活的一個哲理:每當感到前途茫茫而灰心喪氣時,不要想著遠在下面的岩石,而要著眼於那最初的一步,走了這一步再走下一步,直到抵達自己所要到的地方。
亨特父親的教子藝術是高超的。他深知亨特需要鍛煉自身的勇氣,增加自身克服困難的方法和經驗。他可以上崖抱亨特下來脫險,但亨特日後人生路上遇到危險怎麼辦?總不能永遠靠父親吧,那隻能靠亨特自己。
在兒子脫險的過程中,亨特父親只給予鼓勵指導,一切由亨特自己去做。從這個故事我們看到:讓孩子去體驗,激發他自身的潛能,自己排除險情,從而獲得成功。
具體操作是:先找一個亨特能夠到的落腳點,然後指導他移動一小步,接下來再找一個能夠到的落腳點,又移動一小步。落腳點要穩,步子要小,走了一步,再走一步,從而到達目的地。
⑸ 是誰發明了安全帶
誰發明了安全帶?
它是拯救人類的偉大發明之一,它通常保持人的身體並緊緊地保持身體,使其在汽車突然停止或崩潰時不會彈出。安全帶是第一架使用的飛機,而不是汽車。
如果沒有駕駛艙蓋和事故,安全帶首先被引入飛機上可能是很自然的,這種安全帶比汽車危險得多。1885年,美國有人為安全帶注冊了專利。
1913年,德國傳單CarlGtter推出了第一個用於安全戰斗機控制的安全帶。第二次世界大戰後,所有飛機都安裝了安全帶。
這意味著留在車上的安全帶被開發,以適應社會問題,沃爾沃的CEO槍手恩格爾劉德華(貢納爾Engellau)已聘請的「注入式座椅。
同時提出從墜毀的戰斗機飛行員坐在椅子上逃生的安全裝置一個特殊的開發者,尼爾斯·博林(尼爾斯·博林)。BOLIN已經開始開發一種舒適安全的汽車皮帶。
然後,在1959年環繞同時肩膀和腰部,腹部的方式,三點式安全帶,已經能夠看到亞馬遜120,PV544機型配備了沃爾沃行。
Boleyn開發了一種安全帶形式的安全帶,可以通過抓住其中一條中間帶並在1962年注冊專利而將其拉入椅子旁邊的環中。沃爾沃汽車分享了這項技術並為許多人挽救了生命。
從那時起,汽車安全帶已經發展到只有在發生沖擊時能夠緊緊地擰緊,並且更危險的賽車已經發展到4點和6點。它被認為是拯救許多汽車乘客生命史上最偉大的發明之一。
⑹ 電解法制鋁是如何發明的
史前時代,人類已經會使用含鋁化合物的黏土(Al2O3·2SiO2·2H2O)製作陶器。鋁在地殼中的分布量在所有化學元素中僅次於氧和硅,占第3位,在全部金屬元素中占第1位。但是由於鋁化合物的氧化性弱,鋁不易從其他化合物中被還原出來,因而遲遲不能分離出金屬鋁。
最早認識鋁從17世紀開始,德國化學家施塔爾首先察覺到明礬[K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O]里含有一種與普通金屬迥然不同的物質。他的學生馬格拉夫(A.S.Marggraf,1709~1782)在1754年從明礬中分離出礬土,即氧化鋁,確定它和氧化鈣不同。
義大利物理學家伏打創造電池後,1808~1810年間英國化學家戴維和瑞典化學家貝齊里烏斯都曾試圖利用電流從礬土中分離出金屬鋁,但沒有成功。貝齊里烏斯卻給這個未能取得的金屬先起了一個名字叫alumien。這是從拉丁文alumen而來的。在中世紀的歐洲,這個詞是對具有收斂性的礬的總稱。鋁今天的拉丁名稱aluminium正是從貝齊里烏斯的命名轉變而來的。我們從它的第二音節音譯為鋁。
到1825年,丹麥化學家厄斯泰茲(H.C.Oersted,1777~1851)利用鉀的化學活動性比鋁強,試圖將鋁從它的氯化物中置換出來。他將氯氣通過燒紅的木炭和氧化鋁的混合物,獲得無水氯化鋁(AlCl3),然後將氯化鋁與鉀汞齊(合金)混合加熱,得到氯化鉀(KCl)和鋁汞齊。再將鋁汞齊在隔絕空氣的情況下蒸餾,除去汞,得到具有金屬光澤的、與錫相似的金屬。盡管產物中含有雜質,但是金屬鋁畢竟誕生了。
1827年,德國化學家韋勒(F.W?hler,1800~1882)重復了厄斯泰茲的實驗,製得無水氯化鋁後將氯化鋁和金屬鉀混合放在鉑制的坩堝中,嚴密封蓋後加熱,發生激烈反應,獲得灰色粉末狀的鋁。
1854年,法國化學家德維爾(H.S.C.Deville,1818~1881)利用鈉代替鉀還原氯化鋁,製得金屬鋁並鑄成鋁錠。
在這以後的一段時期里,鋁是珠寶店裡的名貴商品,是帝王貴族們享用的珍寶。法國皇帝拿破崙三世在宴會上用過鋁制的叉子;泰國國王用過鋁制的表鏈。1855年在巴黎舉行的世界商品展覽會上,有一小塊鋁放在最珍貴的珠寶旁邊,它的標簽上註明:來自黏土的白銀。直到1884年,美國第一任總統華盛頓(G.Washington,1732~1799)的紀念碑建立完成,碑的頂端豎立一個6磅重的裝飾用的角錐體,就是用鋁製成的。1889年,俄羅斯化學家門捷列夫還曾得到倫敦化學會贈送的鋁和金製成的花瓶和杯子。
1886年,兩位青年化學家,美國的霍爾(C.M.Hall,1863~1914)和法國的埃魯(P.L.T.Héroult,1863~1914)分別獨立發明電解熔融的冰晶石(Na3AlF6)和鋁礬土(Al2O3)的混合物而製得鋁,使鋁得以大規模生產,奠定了今天世界各國電解鋁的工業方法。
冰晶石學名氟鋁酸鈉,存在自然界中,但通常用氫氧化鋁[Al(OH)3]、碳酸鈉(Na2CO3)和氫氟酸(HF)製取。它在電解氧化鋁中起、作用。由於氧化鋁很穩定,直接熔融電解需要2050℃以上的高溫,但在氧化鋁中加入冰晶石後,只要在950℃左右就能熔化電解。
霍爾進行的實驗是在1884~1886年間。當時他是美國俄亥俄(Ohio)州奧柏林城(Oberlin)奧伯林學院化學系的學生。
霍爾的成功得到他的老師、化學和礦物學教授朱伊特(F.F.Jewett)和他的姐姐朱莉亞·霍爾(Julia Hall)的鼓勵和幫助。朱伊特曾赴德國跟從韋勒學習化學,韋勒在講課時提到製取鋁的試驗,鼓勵學生們尋找一種廉價的還原鋁的方法,並指導霍爾進行化學試驗。朱莉亞·霍爾先她的弟弟畢業於奧柏林學院化學系,協助霍爾在他們的家中建立起簡陋的實驗室,幫助霍爾進行化學實驗,還保存了霍爾的實驗筆記。顯然,霍爾堅持不懈地進行試驗和不屈不撓的精神是他取得成功的關鍵。
霍爾最初也曾重復試驗了前人製取鋁的方法,失敗後才考慮到利用電使鋁從它的化合物中被還原出來。他沒有選用氧化鋁,他知道它很難熔融。
在電解實驗中,首先需要電池。19世紀80年代,在美國奧柏林這樣的小城市中也不得不自己動手組裝電池。他首先電解氟化鋁(AlF3)的水溶液,得到的是氫氣和氫氧化鋁,沒有任何鋁的蹤跡。他選擇氟化鋁,不用前人所用的氯化鋁,是一種創新。製取氟化鋁要比製取氯化鋁困難,要用氫氟酸,這是一種劇毒並具有強烈腐蝕性的酸,能腐蝕玻璃,不能像鹽酸、硫酸那樣盛在玻璃瓶里,而要盛在用鉛製成的容器里。他製取氟化鋁獲得成功,闖過了實驗中的一道難關,也給了他繼續進行實驗的勇氣。
霍爾在電解氟化鋁的水溶液失敗後,遂考慮電解熔融的氟化鋁。他考慮到這樣必須具備高溫,普通的煤炭爐不能滿足這種要求,於是不得不組裝一個燃燒汽油的爐子。但是即使如此,他也未能維持氟化鋁在熔融狀態,原來氟化鋁的凝固點在1 291℃。
要解決維持電解物質熔融狀態的難題,這就迫使他找到冰晶石助熔,於是又動手製取它。1886年2月9日,他進行了電解氧化鋁和冰晶石的混合熔融體的第一次實驗,第二天又進行了一次實驗,沒有見到效果。6天後,2月16日他再次實驗,他的姐姐也在場。他用石墨棒作為電極,浸入盛有熔融氧化鋁和冰晶石混合物的黏土坩堝中,接通電流後,在陰極出現灰色的沉積物,而不是閃光的金屬鋁。霍爾認為這種灰色沉積物是來自黏土硅酸鹽中的硅。於是霍爾改用了石墨坩堝,在1886年2月23日再次實驗。當電流接通數小時後,在陰極出現銀色的小珠球,用鹽酸檢驗後確認是鋁。他立即將產品送給他的老師朱伊特,證實是鋁,霍爾獲得了成功。
霍爾在取得成功後立即給他的哥哥、一位官員喬治·霍爾(George Hall)寄去一封信,報告他的發現。2月24日又寄去第二封信,詳細敘述了他所發現的有關的技術資料。這些信件後來成為他優先發現電解鋁在法律上獲得承認的證明。
霍爾設法把他的發現投入工業生產中,一開始又遇到困難。直到1888年夏天,得到匹茲堡(Pittsburgh)還原公司創建人、工程師亨特(A.Hunt)的一筆資金,又得到工程師戴維斯(A.V.Davis)在生產技術上的幫助,更得到一座蒸汽機驅動的發電機,終於在1888年11月最後一個星期四開始了小規模的工業生產。1889年4月2日匹茲堡還原公司更名為美國制鋁公司。到1907年,美國制鋁公司已擁有幾座生產氧化鋁的礦場和三座鋁廠。鋁產品不斷增加,鋁的價格也隨之不斷下降。
霍爾在1885年大學畢業。1890年成為美國礦業、冶金和石油工程學會會員。1911年美國化學會和化學工程學會等團體聯合授予他獎章,表彰他在應用化學方面作出有價值的貢獻。不幸他在1914年12月27日因白血病逝世,享年51歲。他終身未結婚,留下500萬美元捐贈給他的母校奧柏林學院,用這筆捐款在校園內建立一座禮堂,紀念他的母親。現在,用鋁鑄成的年青的霍爾全身塑像仍豎立在奧柏林學院的校園內,留給後人景仰。
在霍爾獲得成功的同時,埃魯也獲得同樣的成功。當時埃魯是法國巴黎礦業學院的學生,也從事制鋁的研究,同樣得到他的老師、法國化學家勒沙特列(H.L.Le Chatelier,1850~1936)的鼓勵和指導。埃魯在1886年4月23日取得法國批準的關於制鋁的專利,於是引起霍爾與埃魯關於鋁的發明專利的沖突。美國法院在1893年判決霍爾優先,因為他是在1886年2月23日發現的,比埃魯早兩個月。埃魯旅行到美國時,適逢霍爾接受美國化學會等團體授予的獎章,應邀參加了典禮,兩人相遇,互相祝賀。這是一次很值得的祝賀,正是他們兩人,把這個來自黏土的「白銀」從帝王貴族們的手中傳到世界各地千萬人的手中。
在第一次世界大戰期間,出現鋁和銅、錳、鎂的合金,應用在各種工業生產中,到1930年,飛機製造中應用了鋁合金。至今各種鋁壺、鋁鍋等鋁製品已廣泛地進入千家萬戶。據國外的統計資料表明,1995年美國人均消費鋁達19.2千克,中國人均消費1.5千克,印度人均消費0.6千克。
⑺ 鎂熱還原法生產金屬鈦由誰發明
1932年克羅爾(William Justin Kroll)證明出可以利用鎂將四氯化鈦還原以提煉出鈦。八年後他改良了這個過程,當中使用鎂甚至是鈉來還原鈦,後來被稱為克羅爾法也稱鎂熱法。
用金屬鎂熱還原法生產出的海綿狀金屬鈦,叫「海綿鈦」。海綿鈦純度%(質量)一般為99.1~99.7。雜質元素%(質量)總量為0.3~0.9,雜質元素氧%(質量)為0.06~0.20,硬度(HB)為100~157。根據純度的不同分為WHTiO至MHTi4五個等級。
作為製取工業鈦合金的主要原料,海綿鈦生產是鈦工業的基礎環節,它是鈦材、鈦粉及其他鈦構件的原料。把鈦鐵礦變成四氯化鈦,再放到密封的不銹鋼罐中,充以氬氣,使它們與金屬鎂反應,就得到「海綿鈦」。這種多孔的「海綿鈦」是不能直接使用的,還必須把它們在電爐中熔化成液體,才能鑄成鈦錠。
鎂熱法生產海綿鈦:鈦作為化學元素在1791年被英國的一位牧師兼礦物學家格雷戈爾(Reverend William Gregor)在鐵礦石中發現。由於鈦與氧、氮、炭、氫等元素有極強的親合力,且與絕大多數耐火材料在高溫下發生反應,從而使金屬鈦的提取工藝非常復雜和困難。一直到1910年,美國倫斯勒理工學院的亨特(MatthewA. Hunter)將四氯化鈦和鈉一起加熱至700-800攝氏度,提煉出高純度的鈦,這種方法被稱為亨特法。但在當時鈦的應用仍只限於實驗室,直到1932年克羅爾(William Justin Kroll)證明出可以利用鎂將四氯化鈦還原以提煉出鈦。八年後他改良了這個過程,當中使用鎂甚至是鈉來還原鈦,後來被稱為克羅爾法也稱鎂熱法。鎂熱法是目前國際上應用最廣一種制鈦方法,有了它,金屬鈦才得以大規模生產,才得以步入現代工程材料的行列。
鎂熱法製取海綿鈦的原理是:在880℃—950℃下的氬氣氣氛中,讓精煉四氯化鈦與金屬鎂經還原反應得到海綿狀的金屬鈦和氯化鎂,將氯化鎂排除出還原爐,用真空蒸餾的方法除去海綿鈦孔隙中殘留的氯化鎂和過剩的鎂,從而獲得海綿鈦。鎂熱法生產海綿鈦工藝過程如下圖:
鎂熱法在用金屬鎂做還原劑的還原反應中產生的副產品氯化鎂經電解回收鎂和氯氣,鎂繼續參與還原反應,氯氣輸送到綠化車間循環使用。蒸餾冷凝物經融化後排出氯化鎂,剩餘鎂可繼續作為鎂還原劑參與到鎂熱法的的生產流程中。因此在鎂熱法生產中實現了金屬鎂、氯氣的循環使用。鎂合氯氣的循環使用,減少了海綿鈦生產過程中對環境的污染,同時降低了生產能耗。
⑻ 誰發明的掉針
應該是別針吧
在有拉鏈、鈕扣或其他扣件之前,我們的祖先都是用較大的針把他們的衣服扎牢在一起。但是針也帶來了一些問題,銳利的針尖很危險,而且針也容易滑落。
大約在4000多年前的克里特島上,有人製作了看起來似乎可以去扣住衣服的類似大型安全別針的物件,從而為人們扣衣服找到了一個十分出色的解決辦法。這類青鋼別針被彎過來,用扣子扣住一端以避免針尖造成危險。後來設計的別針還設有一個彈簧,以使它們夾牢。
許多古代人——從希臘人、羅馬人,到古代不列顛凱爾特人,都使用老式的安全別針。人們通常將這種別針高高地佩飾著,所以它們與其說是別針,不如說是胸針。然而到19世紀時,人們已經遺忘了古代別針,直到1849年沃爾特·亨特發明了現代安全別針。
亨特發明了許多小東西,而且這些發明大都獲得了專利。由於專利申請需要圖樣,因此亨特常常欠為他畫圖樣的畫家的債。他用自己以一段舊的金屬絲所能做的不管什麼東西的專利權,才了結了畫家的債務。一個名叫理查森的畫家只付給亨特400美元,就買下了安全別針的專利權。
20世紀初,安全別針已被作為很廉價而常用的東西出售,與古代青銅扣衣針相比真是微不足道。而現代,別針又有了新變化,人們將別針略加改造,製作成各種飾物,又使之成為流行。