⑴ 1740到1860年,英国发明了哪些东西
蒸汽机的发明和应用被视为工业革命的标志。1698年,英国工程师萨弗里设计制造了用于煤矿抽水的蒸汽机。大约1705年,英国人托马斯·纽可门制造了有活塞的蒸汽机,并在煤矿得到广泛应用。1763年,英国技师詹姆斯·瓦特开始改进蒸汽机,并于1769年注册了新的蒸汽机专利。瓦特运用科学理论,从1765年到1790年,他进行了一系列发明,比如分离式冷凝器、汽缸外设置绝热层、用油润滑活塞、行星式齿轮、平行运动连杆机构、离心式调速器、节气阀、压力计等等,使蒸汽机的效率提高到原来纽科门机的3倍多,最终发明出了现代意义上的蒸汽机。贝塞麦(1813—1898)英国工程师。1856年发明转炉炼钢法。贝塞麦英国冶金学家。20岁发明邮票印刷的新方法。后来全力进行炼钢法的研究,发现将融化的生铁放进转炉内,吹入高压空气,便可燃烧掉生铁所含的硅、锰、磷、碳,而炼成钢。这是首创大量产钢的方法。此后,欧洲、美洲都引进了这一先进方法,世界进入了钢铁时代。爱德华·琴纳(公元1749-1823年),1796年为一名8岁男孩接种了牛痘,牛痘疫苗从此产生。这也是人类通过有意识预防接种来控制传染病的首次科学实验。1767年,詹姆斯·哈格里夫斯发明了珍妮纺纱机。
1769年,理查德·阿克赖特发明水力纺纱机。1779年,塞缪尔·克朗普顿发明走锭纺纱机。1785年,埃德蒙·卡特赖特发明了水力织布机。到1820年,经改进的动力织布机得到广泛应用。1784年,享利·科特发明了搅炼法,使生铁变成熟铁。纺纱机。1815年,汉弗莱·戴维发明了煤矿安全灯。1794年,英国人莫兹利发明了车床上的运动刀架。1817年,英国人罗伯特发明了牛头刨床。1850年,惠特沃斯发明了计量仪器,提高了机械加工精度。1814年,英国人乔治·史蒂芬森制造了蒸汽机车,1825年他建造的铁路通车,时速达15英里。 1746年·英国J.罗巴克在伯明翰建成第一个铅室法硫酸厂,代替了用玻璃器皿生产硫酸的装置
1747年·英国J.林德在航海船员中进行临床实验,证明柑橘(含维生素C)具有抗坏血酸的效果
1766年·英国H.卡文迪什发现氢
1774年·英国J.威尔金森发明较精密的炮筒镗床,为第一台真正的机床。次年,用它加工汽缸体,使瓦特蒸汽机得以运行
1782年·英国J.瓦特发明和试制双动式蒸汽机成功。以蒸汽机的发明和应用为主要标志,西方国家出现第一次技术革命
1785年·英格兰T.贝尔发明的滚筒印花机投入生产
1785年·英国J.亨特发现侧支循环,确立动脉瘤结扎法
1790年·英国圣托马斯发明世界上第一台手摇缝纫机
1803年·英国B.唐金制成长网造纸机,并在两年后造出纸张
1807年·英国H.戴维制得金属钾和钠,次年制得金属钙、镁、锶、钡
1809年·英国J.迪金森制成圆网造纸机
·英国H.戴维在1809~1811年间做了一台2000副锌-铜对大电池,用于连续电弧表演,开创了电光源时代,1809年发明碳弧灯,为最早的电光源和电气灯具
1817年·英国R.罗伯茨创制龙门刨床
1819年·英国J.L.马克尚首创碎石路面修筑工艺,后称“马克尚筑路法”
1826年·英国J.沃克制成实用火柴
1828年·英国J.B.尼尔森发明铁管式高炉热风炉
1829年·英国G.斯蒂芬森制成蒸汽机车
1829年·英国W.尼科尔发明偏光显微镜
1835年·英国J.惠特沃思发明滚齿机
1839年·英国K.麦克米伦创制装有曲柄连杆机构的铁制自行车
⑵ 蒸汽纺纱机什么时候发明的 来个明白人!!
这里是英国西北部的一座滨海小城,它的名字叫格里诺克,1736年,工业革命之父、万能蒸汽机的发明者――詹姆斯·瓦特先生就出生在这里。今天,这座城市美丽而安宁,港湾中停泊着许多漂亮的游艇,街道上汽车稀少,人们生活闲适平静。
不过,大约三百年前,这里完全是另外一幅景象。由于靠近欧洲烟草中心的格拉斯哥市,格里诺克的出海口位置显得非常重要。港口中大型帆船你来我往,城市里载货马车喧嚣奔腾,酒馆里商人们吞云吐雾、高谈阔论。瓦特的祖父和父亲就是这些商人中比较成功的两位,他们从事的是格里诺克最红火的烟草贸易。
工业革命前的英国,有很多像瓦特家族这样的家庭,在新教思想影响下,开始努力创造财富,追求利润,他们想以现实的成就与上帝沟通,证明自己是上帝的选民。用他们自己的话来说,就是“弄钱是人生的主要之事。”
如果进一步扩大眼界看,就会发现瓦特的父辈们在格里诺克与美国的弗吉尼亚之间进行的贸易,仅仅是英国全球贸易中一个小小的部分。1686年时的一个统计表明,当时有近一半的英国船只都在从事美洲或印度贸易。这是当时让所有国家都会眼红的生意。
英国伦敦大学王家学院教授安德鲁"波特
我认为“光荣革命”带来了政治稳定的局面,其最重要的结果就是普通国民感觉有一个他们可以信赖的政府。由于对政府持有好感,国民愿意纳税来支持政府。他们更愿意承担必要的赋税支持国家对外作战,特别是在18世纪初期与法国和西班牙作战。
1763年,通过英法七年战争,英国才将挡在自己面前的法国和紧跟法国的西班牙暂时搬开。一位英国历史学家评论说:“从战争结束起,英国较其周围国家重要还是不重要,已无关紧要。因为英国已不再仅仅是一个欧洲强国,不再仅仅是德国、俄国或法国的对手。”
有史以来第一次,英国把自己看作是世界性的大国了。
英国威斯敏斯特大学教授理查德·哈丁
英法七年战争对英国的地位有着巨大的影响。这是海战第一次,对欧洲的外交格局产生了决定性作用。西班牙和法国再不能忽视英国的力量,如果对英宣战,他们就会失去重要的领地。
殖民扩张和海外市场的成熟,使各种商品的需求量越来越大,以手工工场为支撑的生产能力变得捉襟见肘。为了能经受住这种考验,几乎整个英国都被动员了起来。一位英国棉纺主,从他在伦敦的经理人那里得到这样的信息:“无论你能生产多少平纹布,好的次的我们都要。” “你必须想办法发明,在工业中你们大有可为,……”
市场上如黑洞般的迫切需求,首先出现在纺织业,因为这个行业的产品与普通人的生活最密切相关。为了以更快的速度生产,工匠们的聪明才智被充分调动了起来,新的发明一个接着一个,英国开始一步步接近“工业革命”的起跑线。
英国伦敦大学伯贝克学院教授米歇尔·亨特
旧式的纺织生产单位非常小,一般以户为单位,妻子、孩子甚至连丈夫一家人在一起织布。但随着飞梭和珍妮纺纱机等发明的出现,生产规模就大大扩展了,更多的人能在一起工作。这样就出现了工厂模式,为以后的工厂模式打下了基础。
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在生产中大规模使用机器,极大地提高了手工工场的效率,并最终促成了现代工厂的诞生。但是这些工厂却有着共同的局限,它们几乎无一例外地都选择了靠近河流的地方作为厂址,这是因为到18世纪初,能够使机器运转的动力源,还是人类已经使用了将近两千年的风车和水排。这种依靠自然界提供的动力源,严重制约了生产。因此,哪个国家能最先造出适应工业化需求的动力机器,那它就将在竞赛中处于领先地位。那台能够启动新时代的机器,将会在怎样的机缘汇聚下诞生呢?率先跨入工业时代大门的英国人,究竟为此做了哪些准备?
事实上,当整个英国,甚至是整个欧洲,都伸直了脖子,盼望那台可以产生无穷动力的机器的时候,最终制造出“万能蒸汽发动机”的詹姆斯·瓦特先生,却正在面临一场前所未有的危机。
1773年3月,瓦特先生的合伙人破产了,这不仅使他失去了稳定的收入,而且不得不变卖家产来还债。37岁的瓦特抱怨说:“我还有妻子儿女,眼看自己变得雪染双鬓,却没有任何固定的职业来供养他们。”
中国南京大学历史系 教授 杨豫
1773年的秋天,瓦特又遭遇了一次家庭的变故,和他共同生活了九年的妻子去世了,而且给他留下了六个儿女,与他共同合作的工厂又破产了,这个时候,他的生活落到了最低谷。有一位朋友推荐他到俄国去工作,他说:“我眼下有这么多的事情要做,而我又这么贫困。我感觉到非常苦闷。”
但是英国,这片让瓦特先生沮丧的故土,此时也许会让一个不成功的商人离开,却不会让一个将会带来无限商机的发明家走出自己的视野,因为,它早已准备好了将聪明才智纳入实用轨道的各种机制。这些机制,如同一张巨大而细密的网,将世界上最优秀的人才和技术都搜罗到了英国。其中,专利保护就是重要的一种措施。
英国牛津大学科学历史学教授罗伯特·福克斯
专利最早产生于16世纪,但在16和17世纪申请专利并不常见。自18世纪以来专利申请才普遍起来,变得重要了。申请专利的目的很简单,即保护一项发明,使它保持新颖。专利给予发明者约15年左右的保护期,在此期间,他的发明受到保护,其他任何人不得仿冒。
晚年的瓦特,生活非常富庶。但是瓦特财富的主要来源,不是制造蒸汽机的工厂,而是被广泛转让的高效能蒸汽机的发明专利。
对技术创新的激励机制,对英国发展影响深远,直到已进入知识经济时代的今天,这个制定了世界上第一部专利法的国家,依然将科技创新战略作为国家发展战略,并在全球高新产品生产国中位列第四。
而250年前,英国对知识产权的保护和奖励,使几乎所有的人,都陷入了一种对新技术、新发明的狂热崇拜之中。一本英国刊物称,“工程技术的贡献大于战争和外交;它的贡献大于教堂和大学;它的贡献大于抽象的哲学和文学;在改变社会方面,它的贡献大于我们法律所作的贡献……”
在这种全民性的崇拜中,一个新兴阶层表现得最为虔诚,因为技术和发明与他们有着最为密切的利益关系。这个阶层当时被叫做“工厂主”,今天被称为“企业家”。 1773年,正是他们中的一员挽留住了想要前往俄国的瓦特,他的名字叫马修·博尔顿。
中国南京大学世界历史系 教授杨豫
博尔顿的索霍工厂在伯明翰,伯明翰是当时英国的小五金生产的中心,博尔顿的工厂有1000多个员工,他主要是生产小五金器械,甚至包括望远镜之类的产品,但是,博尔顿非常有眼光,他看到英国工业正在兴起,许多新的工厂需要新的动力,于是,他就决定转产蒸汽机和加工机械。
后来,当博尔顿和瓦特联手制造第一台蒸汽机时,英国的国王前来参观他们的工厂,当国王问博尔顿正在忙什么时,他说:“陛下,我正忙于制造一种君主们梦寐以求的商品。”国王不解地问到底是什么,博尔顿回答道:“是力量,陛下。”
正是具备了这种远见,博尔顿极力挽留住了穷困苦闷的瓦特,他在写给瓦特的信中说:“我将为发动机的竣工创造一切必要的条件,我们将向全世界提供各种规格的发动机。您需要一位“助产士”来减轻负担,并且把您的产儿介绍给全世界。”
英国传记作家 珍妮·尤格罗
马修·博尔顿和詹姆斯·瓦特有着完全不同的性格。两人能够走到一起是工业历史上最令人难以置信的一页。詹姆斯·瓦特心思细腻,做事动作迟缓并且非常容易焦虑。他常常会灰心丧气。他会将工作放到一边,感觉好像要彻底放弃了。与他形成鲜明对比的是,马修·博尔顿热情洋溢,生气勃勃,与人相处得很好,总是很乐观。当瓦特说:“不会起作用的。”博尔顿会说:“当然会成功的,只要再试一下就行。”
博尔顿与瓦特的天作之合,让瓦特彻底消除了后顾之忧。但是,如果瓦特只有一双技艺出众的手,那么,万能蒸汽机还是不会诞生。因为在瓦特之前,工匠们已经发明了蒸汽机,但这种蒸汽机笨重粗大并且耗煤,只有煤矿才勉强用得上。
中国科学技术协会 研究员 袁正光
在近代科学诞生的几千年当中,人类的活动基本上遵循这样一个模式:生产、技术、科学,也就是说凭经验进行生产,在漫长的生产过程当中,提炼出技术,然后在改进技术的过程当中产生科学。这是一个凭经验办事的过程,所以走了不少的弯路和错路。
瓦特没有重走人类几千年走过的弯路,为了对旧式蒸汽机进行脱胎换骨的改造,瓦特曾钻研过力学、数学、化学,做过系统的实验并仔细计算过气缸的热效能。为什么瓦特会使用这样一种以前的工匠们根本不会想到的方式来进行发明创造?他对于生产、技术、科学三者关系的认知从何而来?在瓦特研制蒸汽机之前的一个世纪里,正是欧洲历史上一个科学鼎盛的时期。从17世纪中期开始,近代科学在一批巨人的推动下产生。在这批科学巨人当中排在最中心位置的是一位妇孺皆知的人,他就是艾萨克·牛顿。
许多历史学家认为,如果从近代科学的角度看,正是牛顿开启了工业革命的大门。
⑶ 安全带是谁发明的
尼尔斯·博林。瑞典人,全名Nils Ivar Bohlin,生于1920年6月17日。1958年受雇于沃尔沃(Volvo)汽车公司,成为该公司的首席安全工程师,负责沃尔沃汽车的安全设计,并发明了汽车安全带。
1959年8月13日,世界上第一辆装备有三点式安全带的汽车——沃尔沃PV544交付使用。在之后的50年里,由沃尔沃发明的三点式安全带挽救了超过一百万人的生命。沃尔沃也是世界上第一个把三点式安全带纳入标准配置的汽车制造商。沃尔沃无私地将这项技术无偿开放,任何汽车制造商都可以免费采用这项设计。直至今天,三点式安全带仍然是汽车中最重要的独立安全装置。在120多年的汽车发展史上,三点式安全带是应用最为广泛,最有深远意义的安全创新技术。
尼尔斯博林于1985年退休,2002年去世,享年82岁。他的伟大发明挽救了全世界不计其数的汽车驾乘者,被美国安全荣誉纪念馆载入安全荣誉光荣榜史册。
(3)亨特的发明扩展阅读:
三点式安全带构思:
这种安全带不仅提供给驾驶员,也提供给其他乘位人员。事实上就是广泛使用的汽车安全带的雏形。博林作为发明人于1958年8月29日在瑞典申请了专利,并以此为优先权于1959年8月17日向美国和英国申请了专利,美国于1962年7月10日授予专利权,专利号为US3043625,发明名称为《安全带》。据此,可以确定汽车安全带是1958年发明的。
该发明于1985年被德国专利局评为过去100年最重要的八大发明之一,也被选入了由美国纽约大学出版社和巴恩斯诺布尔出版社于2007年联合出版的《第20世纪影响世界的100个发明》之中。尼尔斯·博林后半生一直从事汽车安全带等汽车安全装置的研发工作,退休后仍坚持研究保护乘坐人员避免侧面撞击的安全带和其他装置。他说:“有时候接到由于系安全带而幸存者的感谢电话,真是温暖我的心,并使我觉得我真的已能为人类做事了”。
⑷ 有关美国作家莫顿.亨特的资料
莫顿·亨特,美国作家。早年曾在空军服役,做过空军飞行员。在二战时期,他曾驾机执行过对德国的侦察任务。 莫顿·亨特是一位擅长写励志类文章的作家,他的《悬崖上的一课》被美国作家芭芭拉·琳达编撰的《假如我们原谅上帝》收录。此外《心灵鸡汤 充满阳光的成长历程》这本收录激励心志的成长故事的书中也收录了他的相关作品。
1945年1月,在英格兰的沃顿空军基地。作为上尉飞行员的莫顿·亨特接受了一项任务,驾驶没有任何武器装备和防护设施的蚊式双引擎飞机深入到德军本土执行侦察任务。他觉得几乎无法完成任务,想象着飞机坐舱被炮弹击中,自己鲜血飞溅,连跳伞的力气都没有。
第二天,莫顿·亨特驾机滑行在跑道上,他告诫自己,现在,只是起飞,飞起来就行。升到两万五千米高空时,他又告诫自己,现在所要作的,是在地面无线电的指导下,保持这个航向20分钟,就可以到达荷兰的素文岛,这个,不难做到。
就这样,莫顿·亨特不断告诫自己,下面,只是飞越荷兰,这并不难,然后,是飞临德国,根本不须想更多的事。而且,还有后方的无线电支持。
就这样,一程又一程,这位上尉终于完成了任务。当他接受盟军的奖励时,他说,我之所以成为孤胆英雄,完全是因为我小时侯一段经历的启示。一步又一步,终会达到自己的目的地。
美国作家莫顿·亨特自小体弱怯懦,从不敢冒险。一次他跟随伙伴攀登二十米高的悬崖。当他攀登到离崖顶三分之二路程的石架上时,由于恐惧他全身颤抖,上不去下不来。其他伙伴不但不帮忙反而嘲笑他之后各自回家了。恐惧和疲乏使他全身麻木,不能动弹,只能在石架上哭泣。暮色中父亲的手电光照着了亨特。黑夜中惊魂未定的亨特随时有掉下来的可能。面对险情,深知儿子禀性的父亲,没有上石架把他抱下来,也没有搬梯子让他下来,或者拿绳子把他吊下来,而是要他自己从石架上爬下来。旁人也许认为父亲太冒险,心肠太硬了。那么父亲是如何帮他脱脸的?父亲没有责骂他,而先安慰他,稳定他的情绪,“下来吧,孩子,晚饭做好了。”亨特哭着说:“我不下去,我会掉下去的,我会摔死的!”父亲开导说:“不要想着距离有多远,你只要想着你是在走一小步,你能办到的,眼睛看着我电筒的光照着的地方,你能看见石架下面那块岩石吗?”“看见了。” 亨特说。接下来父亲指导他爬下第一步.亨特照做了,信心大增,“我能办得到的。”
亨特每次只移动一小步,慢慢爬下悬崖,最后投入父亲强壮的手臂中。虽然哭泣了一会儿,但他随之产生一种巨大的成就感。这次经历使亨特悟出生活的一个哲理:每当感到前途茫茫而灰心丧气时,不要想着远在下面的岩石,而要着眼于那最初的一步,走了这一步再走下一步,直到抵达自己所要到的地方。
亨特父亲的教子艺术是高超的。他深知亨特需要锻炼自身的勇气,增加自身克服困难的方法和经验。他可以上崖抱亨特下来脱险,但亨特日后人生路上遇到危险怎么办?总不能永远靠父亲吧,那只能靠亨特自己。
在儿子脱险的过程中,亨特父亲只给予鼓励指导,一切由亨特自己去做。从这个故事我们看到:让孩子去体验,激发他自身的潜能,自己排除险情,从而获得成功。
具体操作是:先找一个亨特能够到的落脚点,然后指导他移动一小步,接下来再找一个能够到的落脚点,又移动一小步。落脚点要稳,步子要小,走了一步,再走一步,从而到达目的地。
⑸ 是谁发明了安全带
谁发明了安全带?
它是拯救人类的伟大发明之一,它通常保持人的身体并紧紧地保持身体,使其在汽车突然停止或崩溃时不会弹出。安全带是第一架使用的飞机,而不是汽车。
如果没有驾驶舱盖和事故,安全带首先被引入飞机上可能是很自然的,这种安全带比汽车危险得多。1885年,美国有人为安全带注册了专利。
1913年,德国传单CarlGtter推出了第一个用于安全战斗机控制的安全带。第二次世界大战后,所有飞机都安装了安全带。
这意味着留在车上的安全带被开发,以适应社会问题,沃尔沃的CEO枪手恩格尔刘德华(贡纳尔Engellau)已聘请的“注入式座椅。
同时提出从坠毁的战斗机飞行员坐在椅子上逃生的安全装置一个特殊的开发者,尼尔斯·博林(尼尔斯·博林)。BOLIN已经开始开发一种舒适安全的汽车皮带。
然后,在1959年环绕同时肩膀和腰部,腹部的方式,三点式安全带,已经能够看到亚马逊120,PV544机型配备了沃尔沃行。
Boleyn开发了一种安全带形式的安全带,可以通过抓住其中一条中间带并在1962年注册专利而将其拉入椅子旁边的环中。沃尔沃汽车分享了这项技术并为许多人挽救了生命。
从那时起,汽车安全带已经发展到只有在发生冲击时能够紧紧地拧紧,并且更危险的赛车已经发展到4点和6点。它被认为是拯救许多汽车乘客生命史上最伟大的发明之一。
⑹ 电解法制铝是如何发明的
史前时代,人类已经会使用含铝化合物的黏土(Al2O3·2SiO2·2H2O)制作陶器。铝在地壳中的分布量在所有化学元素中仅次于氧和硅,占第3位,在全部金属元素中占第1位。但是由于铝化合物的氧化性弱,铝不易从其他化合物中被还原出来,因而迟迟不能分离出金属铝。
最早认识铝从17世纪开始,德国化学家施塔尔首先察觉到明矾[K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O]里含有一种与普通金属迥然不同的物质。他的学生马格拉夫(A.S.Marggraf,1709~1782)在1754年从明矾中分离出矾土,即氧化铝,确定它和氧化钙不同。
意大利物理学家伏打创造电池后,1808~1810年间英国化学家戴维和瑞典化学家贝齐里乌斯都曾试图利用电流从矾土中分离出金属铝,但没有成功。贝齐里乌斯却给这个未能取得的金属先起了一个名字叫alumien。这是从拉丁文alumen而来的。在中世纪的欧洲,这个词是对具有收敛性的矾的总称。铝今天的拉丁名称aluminium正是从贝齐里乌斯的命名转变而来的。我们从它的第二音节音译为铝。
到1825年,丹麦化学家厄斯泰兹(H.C.Oersted,1777~1851)利用钾的化学活动性比铝强,试图将铝从它的氯化物中置换出来。他将氯气通过烧红的木炭和氧化铝的混合物,获得无水氯化铝(AlCl3),然后将氯化铝与钾汞齐(合金)混合加热,得到氯化钾(KCl)和铝汞齐。再将铝汞齐在隔绝空气的情况下蒸馏,除去汞,得到具有金属光泽的、与锡相似的金属。尽管产物中含有杂质,但是金属铝毕竟诞生了。
1827年,德国化学家韦勒(F.W?hler,1800~1882)重复了厄斯泰兹的实验,制得无水氯化铝后将氯化铝和金属钾混合放在铂制的坩埚中,严密封盖后加热,发生激烈反应,获得灰色粉末状的铝。
1854年,法国化学家德维尔(H.S.C.Deville,1818~1881)利用钠代替钾还原氯化铝,制得金属铝并铸成铝锭。
在这以后的一段时期里,铝是珠宝店里的名贵商品,是帝王贵族们享用的珍宝。法国皇帝拿破仑三世在宴会上用过铝制的叉子;泰国国王用过铝制的表链。1855年在巴黎举行的世界商品展览会上,有一小块铝放在最珍贵的珠宝旁边,它的标签上注明:来自黏土的白银。直到1884年,美国第一任总统华盛顿(G.Washington,1732~1799)的纪念碑建立完成,碑的顶端竖立一个6磅重的装饰用的角锥体,就是用铝制成的。1889年,俄罗斯化学家门捷列夫还曾得到伦敦化学会赠送的铝和金制成的花瓶和杯子。
1886年,两位青年化学家,美国的霍尔(C.M.Hall,1863~1914)和法国的埃鲁(P.L.T.Héroult,1863~1914)分别独立发明电解熔融的冰晶石(Na3AlF6)和铝矾土(Al2O3)的混合物而制得铝,使铝得以大规模生产,奠定了今天世界各国电解铝的工业方法。
冰晶石学名氟铝酸钠,存在自然界中,但通常用氢氧化铝[Al(OH)3]、碳酸钠(Na2CO3)和氢氟酸(HF)制取。它在电解氧化铝中起、作用。由于氧化铝很稳定,直接熔融电解需要2050℃以上的高温,但在氧化铝中加入冰晶石后,只要在950℃左右就能熔化电解。
霍尔进行的实验是在1884~1886年间。当时他是美国俄亥俄(Ohio)州奥柏林城(Oberlin)奥伯林学院化学系的学生。
霍尔的成功得到他的老师、化学和矿物学教授朱伊特(F.F.Jewett)和他的姐姐朱莉亚·霍尔(Julia Hall)的鼓励和帮助。朱伊特曾赴德国跟从韦勒学习化学,韦勒在讲课时提到制取铝的试验,鼓励学生们寻找一种廉价的还原铝的方法,并指导霍尔进行化学试验。朱莉亚·霍尔先她的弟弟毕业于奥柏林学院化学系,协助霍尔在他们的家中建立起简陋的实验室,帮助霍尔进行化学实验,还保存了霍尔的实验笔记。显然,霍尔坚持不懈地进行试验和不屈不挠的精神是他取得成功的关键。
霍尔最初也曾重复试验了前人制取铝的方法,失败后才考虑到利用电使铝从它的化合物中被还原出来。他没有选用氧化铝,他知道它很难熔融。
在电解实验中,首先需要电池。19世纪80年代,在美国奥柏林这样的小城市中也不得不自己动手组装电池。他首先电解氟化铝(AlF3)的水溶液,得到的是氢气和氢氧化铝,没有任何铝的踪迹。他选择氟化铝,不用前人所用的氯化铝,是一种创新。制取氟化铝要比制取氯化铝困难,要用氢氟酸,这是一种剧毒并具有强烈腐蚀性的酸,能腐蚀玻璃,不能像盐酸、硫酸那样盛在玻璃瓶里,而要盛在用铅制成的容器里。他制取氟化铝获得成功,闯过了实验中的一道难关,也给了他继续进行实验的勇气。
霍尔在电解氟化铝的水溶液失败后,遂考虑电解熔融的氟化铝。他考虑到这样必须具备高温,普通的煤炭炉不能满足这种要求,于是不得不组装一个燃烧汽油的炉子。但是即使如此,他也未能维持氟化铝在熔融状态,原来氟化铝的凝固点在1 291℃。
要解决维持电解物质熔融状态的难题,这就迫使他找到冰晶石助熔,于是又动手制取它。1886年2月9日,他进行了电解氧化铝和冰晶石的混合熔融体的第一次实验,第二天又进行了一次实验,没有见到效果。6天后,2月16日他再次实验,他的姐姐也在场。他用石墨棒作为电极,浸入盛有熔融氧化铝和冰晶石混合物的黏土坩埚中,接通电流后,在阴极出现灰色的沉积物,而不是闪光的金属铝。霍尔认为这种灰色沉积物是来自黏土硅酸盐中的硅。于是霍尔改用了石墨坩埚,在1886年2月23日再次实验。当电流接通数小时后,在阴极出现银色的小珠球,用盐酸检验后确认是铝。他立即将产品送给他的老师朱伊特,证实是铝,霍尔获得了成功。
霍尔在取得成功后立即给他的哥哥、一位官员乔治·霍尔(George Hall)寄去一封信,报告他的发现。2月24日又寄去第二封信,详细叙述了他所发现的有关的技术资料。这些信件后来成为他优先发现电解铝在法律上获得承认的证明。
霍尔设法把他的发现投入工业生产中,一开始又遇到困难。直到1888年夏天,得到匹兹堡(Pittsburgh)还原公司创建人、工程师亨特(A.Hunt)的一笔资金,又得到工程师戴维斯(A.V.Davis)在生产技术上的帮助,更得到一座蒸汽机驱动的发电机,终于在1888年11月最后一个星期四开始了小规模的工业生产。1889年4月2日匹兹堡还原公司更名为美国制铝公司。到1907年,美国制铝公司已拥有几座生产氧化铝的矿场和三座铝厂。铝产品不断增加,铝的价格也随之不断下降。
霍尔在1885年大学毕业。1890年成为美国矿业、冶金和石油工程学会会员。1911年美国化学会和化学工程学会等团体联合授予他奖章,表彰他在应用化学方面作出有价值的贡献。不幸他在1914年12月27日因白血病逝世,享年51岁。他终身未结婚,留下500万美元捐赠给他的母校奥柏林学院,用这笔捐款在校园内建立一座礼堂,纪念他的母亲。现在,用铝铸成的年青的霍尔全身塑像仍竖立在奥柏林学院的校园内,留给后人景仰。
在霍尔获得成功的同时,埃鲁也获得同样的成功。当时埃鲁是法国巴黎矿业学院的学生,也从事制铝的研究,同样得到他的老师、法国化学家勒沙特列(H.L.Le Chatelier,1850~1936)的鼓励和指导。埃鲁在1886年4月23日取得法国批准的关于制铝的专利,于是引起霍尔与埃鲁关于铝的发明专利的冲突。美国法院在1893年判决霍尔优先,因为他是在1886年2月23日发现的,比埃鲁早两个月。埃鲁旅行到美国时,适逢霍尔接受美国化学会等团体授予的奖章,应邀参加了典礼,两人相遇,互相祝贺。这是一次很值得的祝贺,正是他们两人,把这个来自黏土的“白银”从帝王贵族们的手中传到世界各地千万人的手中。
在第一次世界大战期间,出现铝和铜、锰、镁的合金,应用在各种工业生产中,到1930年,飞机制造中应用了铝合金。至今各种铝壶、铝锅等铝制品已广泛地进入千家万户。据国外的统计资料表明,1995年美国人均消费铝达19.2千克,中国人均消费1.5千克,印度人均消费0.6千克。
⑺ 镁热还原法生产金属钛由谁发明
1932年克罗尔(William Justin Kroll)证明出可以利用镁将四氯化钛还原以提炼出钛。八年后他改良了这个过程,当中使用镁甚至是钠来还原钛,后来被称为克罗尔法也称镁热法。
用金属镁热还原法生产出的海绵状金属钛,叫“海绵钛”。海绵钛纯度%(质量)一般为99.1~99.7。杂质元素%(质量)总量为0.3~0.9,杂质元素氧%(质量)为0.06~0.20,硬度(HB)为100~157。根据纯度的不同分为WHTiO至MHTi4五个等级。
作为制取工业钛合金的主要原料,海绵钛生产是钛工业的基础环节,它是钛材、钛粉及其他钛构件的原料。把钛铁矿变成四氯化钛,再放到密封的不锈钢罐中,充以氩气,使它们与金属镁反应,就得到“海绵钛”。这种多孔的“海绵钛”是不能直接使用的,还必须把它们在电炉中熔化成液体,才能铸成钛锭。
镁热法生产海绵钛:钛作为化学元素在1791年被英国的一位牧师兼矿物学家格雷戈尔(Reverend William Gregor)在铁矿石中发现。由于钛与氧、氮、炭、氢等元素有极强的亲合力,且与绝大多数耐火材料在高温下发生反应,从而使金属钛的提取工艺非常复杂和困难。一直到1910年,美国伦斯勒理工学院的亨特(MatthewA. Hunter)将四氯化钛和钠一起加热至700-800摄氏度,提炼出高纯度的钛,这种方法被称为亨特法。但在当时钛的应用仍只限于实验室,直到1932年克罗尔(William Justin Kroll)证明出可以利用镁将四氯化钛还原以提炼出钛。八年后他改良了这个过程,当中使用镁甚至是钠来还原钛,后来被称为克罗尔法也称镁热法。镁热法是目前国际上应用最广一种制钛方法,有了它,金属钛才得以大规模生产,才得以步入现代工程材料的行列。
镁热法制取海绵钛的原理是:在880℃—950℃下的氩气气氛中,让精炼四氯化钛与金属镁经还原反应得到海绵状的金属钛和氯化镁,将氯化镁排除出还原炉,用真空蒸馏的方法除去海绵钛孔隙中残留的氯化镁和过剩的镁,从而获得海绵钛。镁热法生产海绵钛工艺过程如下图:
镁热法在用金属镁做还原剂的还原反应中产生的副产品氯化镁经电解回收镁和氯气,镁继续参与还原反应,氯气输送到绿化车间循环使用。蒸馏冷凝物经融化后排出氯化镁,剩余镁可继续作为镁还原剂参与到镁热法的的生产流程中。因此在镁热法生产中实现了金属镁、氯气的循环使用。镁合氯气的循环使用,减少了海绵钛生产过程中对环境的污染,同时降低了生产能耗。
⑻ 谁发明的掉针
应该是别针吧
在有拉链、钮扣或其他扣件之前,我们的祖先都是用较大的针把他们的衣服扎牢在一起。但是针也带来了一些问题,锐利的针尖很危险,而且针也容易滑落。
大约在4000多年前的克里特岛上,有人制作了看起来似乎可以去扣住衣服的类似大型安全别针的物件,从而为人们扣衣服找到了一个十分出色的解决办法。这类青钢别针被弯过来,用扣子扣住一端以避免针尖造成危险。后来设计的别针还设有一个弹簧,以使它们夹牢。
许多古代人——从希腊人、罗马人,到古代不列颠凯尔特人,都使用老式的安全别针。人们通常将这种别针高高地佩饰着,所以它们与其说是别针,不如说是胸针。然而到19世纪时,人们已经遗忘了古代别针,直到1849年沃尔特·亨特发明了现代安全别针。
亨特发明了许多小东西,而且这些发明大都获得了专利。由于专利申请需要图样,因此亨特常常欠为他画图样的画家的债。他用自己以一段旧的金属丝所能做的不管什么东西的专利权,才了结了画家的债务。一个名叫理查森的画家只付给亨特400美元,就买下了安全别针的专利权。
20世纪初,安全别针已被作为很廉价而常用的东西出售,与古代青铜扣衣针相比真是微不足道。而现代,别针又有了新变化,人们将别针略加改造,制作成各种饰物,又使之成为流行。