МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ
Академия Государственной противопожарной службы
Кафедра: Философии
Дисциплина: "Философия науки и техники"
РЕФЕРАТ
На тему: "Вклад М.В. Ломоносова в металлургию"
Выполнил: преподаватель УНК ОНД
старший лейтенант внутренней службы А.М. Данилов
Руководитель:
Заведующий кафедрой
доктор философских наук, профессор В.Н. Липский
Москва 2011
Содержание
Введение
Из истории развития металлургии в России
Михаил Васильевич Ломоносов и металлургия
М.В. Ломоносов "Слово о пользе химии"
Заключение
Список использованной литературы
Введение МЕТАЛЛУРГИЯ от греч. metallurgeo - добываю руду, обрабатываю металлы, metallon - рудник, металл и ergon - работа) [metallurgy] - область науки и техники и отрасль промышленности, охватывающих получение металлов из руд и других материалов, а также процессы, связанные с изменением химического состава, структуры и свойств металлических сплавов.
О происхождении железа, во множестве упоминается в летописях, например то, что в Кандахаре во время его завоевания арабами был найден железный столб высотой в 70 локтей. Хишам Ибн-Амир приказал откопать его до основания, при этом было обнаружено, что столб был вкопан еще на 30 локтей в землю. Тогда он стал расспрашивать о нем, и ему сообщили, что один Тубба из Йемена вступил в их страну вместе с персами, и когда они овладели Индией, то йеменцы отлили из своих мечей этот столб и сказали: "Мы не хотим идти отсюда дальше в другую страну", - и завладели Синдом. К сожалению, на этом обрывается глава о железе - конец ее утерян. Однако сообщение о железном столбе Бируни напрасно отнесено к небылицам. Такой столб уже в его время более 600 лет стоял в Индии. Он сохранился и до наших дней. Вот что пишет Д. Неру в книге "Открытие Индии":
"Древняя Индия добилась, очевидно, больших успехов в обработке железа. Близ Дели высится огромная железная колонна, ставящая в тупик современных ученых, которые не могут определить способ ее изготовления, предохранивший железо от окисления и других атмосферных явлений".
Колонна была воздвигнута в 415 г. в честь царя Чандрагупты II, скончавшегося в 413 г. Первоначально она находилась на востоке страны, была увенчана изображением священной птицы Гаруды и стояла перед храмом. В 1050 г. царь Ананг Пола перевез ее в Дели. Теперь она стоит на одной из площадей индийской столицы. Темная поверхность колонны на высоте человеческого роста блестит.
С давних времен стекались к ней толпы богомольцев - считалось, что кто прислонится спиной к колонне и обхватит ее руками, тот будет счастлив. Колонна весит около 6,5 т, высота ее 7,3 м, диаметр у основания - 41,6 см, у верха-9,5 см. Она изготовлена почти из чистого железа (99,72% железа) и содержит лишь незначительные примеси углерода, серы и фосфора. Этим и объясняется ее долговечность и антикоррозионная стойкость.
Древняя Индия славилась искусством своих металлургов. О выплавке железа в Индии говорится в Брахманах - священных книгах, относящихся примерно к XIII-II вв. до н.э. Таким образом, ко времени создания колонны металлургия Индии имела по крайней мере полутора тысячелетнюю историю и железо стало таким обычным, что его употребляли для изготовления плугов. В наши дни научились делать и нержавеющую сталь, и железо такой чистоты, какой не знали древние металлурги. И все-таки искусство старинных мастеров достойно восхищения.
По вопросу о способе изготовления знаменитой колонны до сих пор нет единого мнения. Некоторые авторы заявляют, что колонна была отлита, другие предполагают, что колонна изготовлена методом сварки отдельных криц массой по 36 кг и последующей их проковки, третьи считали, что древние металлурги для получения чистого железа растирали губку сварочного железа в порошок и просеивали его. А потом полученный чистый порошок железа нагревали до красного каления и под ударами молота его частицы слипались в одно целое - сейчас это называется методом порошковой металлургии. Из таких кусков железа, возможно, и составлена огромная колонна в Дели.
На сегодняшний день загадка Индийской колонны так и осталась не разгаданной, но хотелось бы остановится подробнее на развитии металлургии в России и на вкладе Михаила Васильевича Ломоносова благодаря достижениям которого наше государство на десятки лет опередило современников.
Из истории развития металлургии в России Человек научился получать железо с незапамятных времен. Применение метеоритного железа - первый шаг по пути отказа от бронзы. С этого начался переход от бронзового века к железному. Археологические раскопки древних поселений в центральной части России, на Урале, Украине, в Белоруссии, Закавказье и в ряде других районов показывают, что люди уже 2,5 - 3 тысячелетия тому назад умели получать железо из руд и изготовлять из него оружие, орудия труда и предметы домашнего обихода.
Позже чугун стали нагревать в горне вместе с куском железной руды, что позволило превратить этот хрупкий чугун в ковкий металл - в сталь, вполне пригодную для изготовления нужных человеку предметов быта, орудий охоты, войны. Костровая металлургия сменилась горновой.
Появление в середине XIV в. доменных печей открыло возможности для значительного увеличения выпуска металла. Демидовская металлургия знала кричное железо, домницы, а потом домны, литейный чугун, прокатное производство. В конце XVIII в. англичане вырвались вперед: появилась тигельная плавка стали. Новая технология предусматривала ведение процесса под силикатным шлаком, т.е. под битым бутылочным стеклом.
Нужно было найти замену древесному углю: развитие металлургии привело в свое время к тому, что в Англии и Ирландии леса были практически уничтожены. Еще во времена Кромвеля там предпринимались попытки выплавлять доменный чугун сперва на каменном угле, которым богата Англия, а потом и на каменноугольном коксе. В конечном счете двести лет тому назад была создана, как мы говорим теперь, коксовая доменная металлургия. Появление доменной печи и бессемеровского конвертера, которым ознаменовалась новая эра в черной металлургии, одновременно означало и конец тысячелетней эпохи “чистой" стали и начало нового периода - “грязной” стали.
Легирование железа открыло новую эру в металлургии, а значит, и в сфере потребления ее продукции.
В XVI - XVII вв. в России создаются первые железоделательные заводы. Они строятся вблизи старинных русских городов - Тулы, Каширы, Серпухова, в Новгородском крае и других районах страны. Уже к концу XVII в. их суммарная производительность достигает 150 тыс. пудов. В начале XVIII в. Российская черная металлургия развивается еще более быстрыми темпами. При Петре I Урал становится ведущим горнометаллургическим районом России. На Урале возникли крупные по тому времени железоделательные заводы - Каменский, Невьянский, Уктусский, Алапаевский и др. Одновременно продолжается расширение и строительство предприятий в центральной части страны, близ Москвы, Липецка, Воронежа, в северо-западных районах. Эти заводы впоследствии сыграли большую роль в материальном обеспечении русской армии и флота. Только один первенец уральской металлургии - Каменский завод с 1702 по 1709 г. выпустил 854 артиллерийских орудия и свыше 27 тыс. пудов снарядов к ним.
Усилия металлургов петровской эпохи не пропали даром. Выплавка чугуна и производство железа росли в первой четверти XVIII в. стремительными темпами, так с 30-х годов XVIII и до начала XIX в. Россия занимала 1-е место в мире по выплавке чугуна, вывозила значительную часть чугуна за границу, в т. ч. в Англию, где например, по данным академика С.Г. Струмилина, металлургическая промышленность России произвела в 1725 г.1165 тыс. пудов чугуна, т.е. свыше 19 тыс. т. Производительность английских заводов не превышало 17 тысяч тонн, а в 1740 г. разница между производством чугуна в России и Англии уже насчитывала более 30 тысяч тонн. Таким образом, за четверть века производство черных металлов в России увеличилось почти в восемь раз. В области черной металлургии наша страна вышла в то время на первое место в мире, оставив позади себя Англию, Францию, Германию и другие страны.
ломоносов металлургия горнорудное дело
Металлургическая техника России в конце XVIII в. не уступала западноевропейской, а во многом даже превосходила ее. Уральские доменные печи, например, считались в то время крупнейшими в мире. Их высота доходила до 13 м, т.е. была почти предельной для печи, работавшей на древесном угле. Наибольший диаметр такой печи (в распаре) составлял почти 4 м, а ее недельная выработка достигала 200 - 300 т. Такая высокая производительность по свидетельству видного немецкого историка металлургии Л. Бека, была недостижимой тогда для самых больших английских домен, работавших на коксе.
В XVIII в. были заложены основы науки о металле, созданы первые технические школы - начальные, средние и высшие - для подготовки квалифицированных кадров горнозаводского дела.
Михаил Васильевич Ломоносов и металлургия "Рачения и трудов для сыскания металлов требует пространная и изобильная Россия. Мне кажется, я слышу, что она к сынам своим вещает. Простирайте надежду и руки ваши в мое недро, и не мыслите, что искание ваше будет тщетно. Химическое искусство в средину гор проникнет и что в них лежит без пользы очистит для умножения нашего блаженства; и сверх сего своего сильного в металлургии действия, иные полезные тебе плоды принести потщится".
М.В. Ломоносов "Слово о пользе химии" В России широкое развитие горного дела и металлургии началось в правление Ивана III Васильевича (1440-1505 гг.), который предпринял первые попытки промышленно-технического сближения с Европой, выписывая оттуда мастеров горного дела. В 1491 г. в Печорский край была отправлена экспедиция для поиска серебряной руды. Экспедиция из нескольких русских и иностранных специалистов кроме серебра открыла на р. Цильме месторождения меди, что позволило России чеканить медную мелкую монету из собственного металла. К концу XVI в. горный промысел и металлургия широко распространяются по всей России. Наиболее бурное развитие металлургия и железоделательное производство получили при Петре I (1672-1725 гг.).
С начала царствования Петра I издается Указ: "Искать всякому литому и кованому железу умножения, и стараться, чтобы русские люди тем мастерством были изучены, дабы то дело в Московском государстве было прочно". А для тех, кто пытался бы утаить найденные руды, Указом предусматривались "жестокий гнев, неотложное телесное наказание и смертная казнь".
В 1725 г. по замыслу Петра I создаётся Академия, которая представляла в то время не только первое высшее научное учреждение страны, но и учебное заведение, включающее в себя среднюю и высшую школы - гимназию и университет. По инициативе Академии наук систематически организовывались экспедиции для изучения природных богатств России, главным образом Урала и Сибири. Для этого нужны были люди, искусные в инженерном мастерстве, знающие химию, геологию, горное дело и металлургию. Таких людей было крайне мало. Поэтому Академия наук приняла решение послать за границу для обучения химии, горному делу и металлургии трех молодых воспитанников академического университета, отличавшихся трудолюбием и отличными способностями. Среди них был и Ломоносов. Таким образом, делает вывод большой знаток творчества Ломоносова проф. Б.Н. Меншуткин, "целью посылки М.В. Ломоносова за границу было сделать из него металлурга, который умел бы отыскивать руды и добывать из них металлы. И все полученное им образование именно и было направлено к выработке из него дельного металлурга". Кроме того, и сам Ломоносов в свое время писал: "главное мое дело есть горная наука, для которой я был нарочно в Саксонию послан, также химия и физика".
Сначала Ломоносов попадает в Марбург. В одном из старейших европейских университетов под руководством известного немецкого естествоиспытателя и философа Христиана Вольфа он пополняет свои знания в области наук о природе. Затем его путь лежит в промышленный центр Германии - город Фрейберг, известный своими горными и металлургическими предприятиями. В 1766 г. там была основана старейшая в Западной Европе высшая техническая школа - Горная академия, но отцом минералогии в германии считается Георгий Агрикола горняк и металлург XVI в., немец по происхождению. Он перечислял науки, знание которых необходимо для занятия горным делом и получения металлов. Среди них философия "дабы он мог знать происхождение и природу подземного мира", медицина, астрономия, наука чисел и измерений, архитектура, рисование и вопросы права.
Во Фрейберге Ломоносов обучается у одного из крупных специалистов горнорудного дела и металлургии Иоганна Генкеля. Он изучает химию, минералогию, геологию, пробирное искусство, основы добычи и переработки полезных ископаемых. Михаил Васильевич часто посещает металлургические заводы, шахты и рудники, расположенные в окрестностях Фрейберга, присматривается к работе мастеров, знакомится с действием металлургических печей и других агрегатов.
В упорной учебе миновало еще пять лет. В 1741 г. молодой ученый возвращается на Родину. С этого времени начинается его кипучая и необыкновенно разносторонняя деятельность в Петербургской Академии наук, продолжавшаяся четверть века. Это были годы тяжелого труда и выдающихся открытий, многие из которых на целые столетия опередили свое время и поныне верно служат челов