Густав тамман: вклад в металловедение Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

Ö It 9 S S В химии и химической технологии. Tow XXIII. 2009. № 5 (98)

2. Очерки истории российской внешней разведки: от древнейших времён до 1917 года. М., 1995.

3. Пироксилин и бездымный порох. М„ 1935.

4. Павлов М.Л. Воспоминания, металлурга. М., 1943.

5. Летопись жизни и деятельности Д.И, Менделеева. Л., 1984

УДК 54 (091)

С. В. Ткачеико, А. II. Жуков

Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева, Москва, Россия.

ГУСТАВ ТАММАН: ВКЛАД В МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ

In the article was shown the biography of the great chemist Gustav Tamman (1861 -1938) - the founder of scientific metallurgy and a great researcher in the field of the structure of metals and alloys.

Рассмотрена творческая биография Густава Таммаиа (1861 - 1938) — химика, основателя научной металлургии, пионера изучения структуры металлических сплавов.

Густав Генрих Иоганн Аполлон (Густав Генрихович) Тамман родился 9 июня 1861 года в городе Ямбург (ныне Кингисепп) Петербургской губернии (теперь Ленинградская область). Окончив гимназию в Дерите (ныне Тарту), Тамман поступил на физико-математический факультет Дерптского университета, по окончании курса которого в 1882 г. состоял лаборантом при химической лаборатории, затем с 1887 г. был приват-доцентом, впоследствии штатным доцентом и с 1892 г. профессором и директором химической лаборатории того же университета. В 1890 году защитил докторскую диссертацию «О метамерии метафосфатов». В 1912 году стал иностранным членом-корреспондентом Петербургской Академии наук, а в 1927 - почетным членом Академии Наук СССР[1].

Тамман работал в различных областях физической химии, физиологии, неорганической химии. Одним из первых он начал изучать внутреннее строение твердых кристаллических тел, в частности металлических сплавов (влияние состава на свойства).

Научные направления деятелыгости и достижения Таммана - это обширный и очень разнообразный список. С точки зрения материаловедения и металловедения к наиболее важным относятся следующие.

Тамман исследовал тепловое расширение стекол, переход из области размягчения стекла в вязкотекучее состояние, поведение стекол в анабарных условиях (стекла AS1O3, В20з, НРО3), молекулярную кинетику в стеклах. Ему принадлежит создание и реализация идеи о том, что стекла есть переохлажденные жидкости[2]. Тамман разработал теорию кристаллизации, согласно которой скорость процессов кристаллизации зависит от скорости образования центров кристаллизации и линейной скорости кристаллиза-

§ $ Я 6 X и в химии и химнмвсхой технологии. Том XXIII. 2009. № 5 (98)

ции( 1897-1902), предложил теорию об ограниченности кристаллического состояния. Он также изучал влияние давления на скорость полимеризации мономеров.

ШШВА ■ ДО " яС -г.- •*»

Рис. 1. Густав Генрих Иоганн Аполлон (Густав Генрихович) Тамман

Густаву Тамману принадлежит авторство термина «термический анализ» [2]. По Тамману термический анализ - совокупность методов определения температур, при которых происходят процессы, сопровождающиеся либо выделением тепла (например, кристаллизация из жидкости), либо его поглощением (например, плавление, термическая диссоциация). С помощью этого метода решается задача получения количественных характеристик (например, фазовый состав, теплота реакций) при нагревании (охлаждении) исследуемых объектов. Метод широко применялся Тамманом при изучении сплавов металлов. Так Тамман изучал фазовые равновесия ряда металлических систем: Ре-Р1, дюралюминий, стали, изомерные сплавы и др. и получил для них диаграммы состояния. Таммаиом разработана сама теория термического анализа для определения состава соединений (с 1903 года), предложен графический способ определения эвтектик - с помощью, так называемого треугольника Таммана[3].

6 Я 3 ли в химии и химической технологии. Том XXIII. 2009. № 5 (98)

В сфере интересов Таммана исследования аллотропных превращений в сплавах, структурообразования в сталях, кинетики осаждения и превращений дюралюминия, холодное формование и рекристаллизация металлов. Также у него есть работы о коррозии сплавов, реакциях в твердом состоянии, термофизических и термодинамических свойствах металлов и сплавов в различных условиях, влиянии внутренней диффузии на установление химического равновесия. Тамман определял скорость плавления железа в контакте с углеродом, структуру эвтектических сплавов и ее изменение под действием нагревания и прокатки, взаимодиффузию металлов, реакции железа с рядом элементов, влияние трещин и разломов на коррозию железа.

Среди важнейших работ Г. Таммана исследование влияния типа и состава однофазных сплавов на их коррозионную стойкость, в современных изданиях итог этой работы подчеркивает «Правило % порогов устойчивости Таммана»: «При легировании менее электроположительного металла более электроположительным скорость коррозии будет снижаться скачкообразно по мере добавления количества кратного % атомной доли более благородного металла». Значение п (целое число) зависит не только от природы элементов, входящих в сплав, но и от условий эксплуатации конструкции. Тамман показал, что границы воздействия химических реагентов на металлические твердые растворы выражаются в мольных (атомных) долях более благородного компонента твердого раствора, способного защитить от данного реагента другой компонент. Эти мольные доли являются числами, кратными 1/8 моля наименее активного (наиболее благородного) компонента(1919). Положение границы воздействия зависит от природы реагента и обоих ком-понентов[3]. Механизм порогов устойчивости связывают с возможностью блокирования корродирующего металла атомами более благородного металла. Условием такого блокирования служит отсутствие диффузии атомов защищаемого металла, которое может реализоваться^ например, при нагреве металлов. Другое объяснение устойчивости сплавов типа «твердый раствор» при определенной доле легирующего компонента состоит в том, что в этих условиях образуются так называемые сверхструктуры, при которых на поверхность выходят защитные плоскости кристаллической решетки, обогащенные либо полностью занятые атомами более стойкого металла. Согласно правилу Таммана о % порогах напрямую дается определение: «коррознон-ностойкие стали содержат не менее 13% Сг, что обеспечивает образование на поверхности металла пассивирующей защитной пленки». При п=1 в системе Ре-Сг содержание хрома составляет примерно 11,7% масс. В этом ряду находятся отечественные ферритные (08X13) и мартенситные (20X13, 30X13, 40X13) коррозионностойкие стали.

Ученому удалось осуществить ориентацию кристаллов в металлических изделиях и выявить ее влияние на свойства изделий. Тамман изучал влияние гидростатического давления на твердение дюралюминия. Занимался он и исследованием коррозии и способами защиты от нее. Так им были установлены зависимости действия кислот на металлы при высоком давлении, растворимость газов в металлах, структура пленок на поверхности металлов, влияние температуры на потенциал-концентрационные кривые би-

îi § § § S с! в химии и химической технологии. Том XXIII. 2009. № 5 (98)

нарных сплавов, взаимодействие металлов с растворами. Установленные им закономерности процессов коррозии были использованы при разработке способов защиты металлов от коррозии, рецептуры сплавов.

Важнейшие работы: "Точки замерзания металлических сплавов" ("Zeitschr. f. Physik Chemie", 3 1889); "Максимальная упругость водорода, выделяемого металлами" (С Нернетом, ib., 9, 1892); "Скорость кристаллизации 1, II и 111" ("Zeitschr. f. Physik Chemie .", 24, 26 и 29, 1897—1899 и Фридлендером, 24, 1897); "Зависимость числа центров кристаллизации от температуры в переохлажденных жидкостях" (ib., 25, 1898); "Положение термодинамических поверхностей кристалла и его сплава" (ib., 21, 1896 и "Archives Néerlandaises", 1901); "Кривые плавления и превращения кристаллов I, И, III, IV и V" ("Wied. Ann.", 62, 66, 68, 1897—1899; "Ann. du Physik", 2 и 3, 1900); 6) "Изменение теплоты плавления и адиабатические изменения давления над кристаллом и его сплавом" ("Wied. Ann.", 65 и 68)[4]

Библиографические ссылки

1. Тамман Густав Генрих Иоганн Аполлон,/Сайт БСЭ. [Электронный ресурс]. // URL: http://wvvw.bse.info-spravka.ru/bse/id 77661 .(Дата обращения 01.03.2009).

2. Сивергин Ю. М. Химики Российской империи, СССР и Российской федерации: Москва, 1998. Т. 2. С. 284-286.

3. Тамман Г. Г. Руководство по гетерогенным равновесиям. Л.: ОНТИ, 1935, С. 166-177.

4. Тамман Густав Генрихович / Сайт Энциклопедический Словарь Ф.А.Брокгауза и И.А.Ефрона [Электронный ресурс]. //' URL: http://www.vehi.net/brokgauz/mdex.html. (Дата обращения 01.03.2009).

УДК 669.018.

А. И, Иванов, А. II. Жуков

Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева, Москва, Россия

ДРЕВНИЕ ИСТОКИ ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ

Представлен краткий исторический очерк античных технологий обработки металлов: ковка, штамповка, волочение.

Историки химии считают Древний Египет (страна Хеми) пенатами, где благодаря практическим нуждам, вызванным достаточно высоким уровнем жизни, достигнутым определенными кастами, были сосредоточены наиболее широко известные в древности химические знания (ремесла). Среди