Чарльз Мартин Холл (6 декабря 1863 — 27 декабря 1914) — американский изобретатель , бизнесмен и химик. Он наиболее известен своим изобретением в 1886 году недорогого метода производства алюминия , который стал первым металлом, получившим широкое распространение после доисторического открытия железа. Он был одним из основателей Alcoa , [1] [2] вместе с Альфредом Э. Хантом ; партнер Ханта в Питтсбургской испытательной лаборатории Джордж Хаббард Клэпп; главный химик Ханта, WS Sample; Говард Лэш, глава компании Carbon Steel; Миллард Хансикер, менеджер по продажам компании Carbon Steel; и Роберт Скотт, начальник завода Carnegie Steel Company . Вместе они собрали 20 000 долларов для запуска Pittsburgh Reduction Company, которая позже была переименована в Aluminium Company of America и сокращена до Alcoa.
Чарльз Мартин Холл родился в семье Германа Бассетта Холла и Софронии Х. Брукс 6 декабря 1863 года в Томпсоне, штат Огайо . [2] Отец Чарльза, Герман, окончил Оберлин-колледж в 1847 году и три года проучился в Оберлинской духовной семинарии, где он встретил свою будущую жену Софронию Брукс. Они поженились в 1849 году, и следующие десять лет провели в миссионерской работе на Ямайке , где родились первые пятеро из восьми их детей. [3] Они вернулись в Огайо в 1860 году, после того как начало Гражданской войны привело к закрытию иностранных миссий. У Чарльза Холла было два брата и пять сестер; один брат умер в младенчестве. Одной из его сестер была химик Джулия Брейнерд Холл (1859–1925), которая помогала ему в исследованиях. [4] [5] [6]
Холл начал свое образование дома, и мать научила его читать в раннем возрасте. [3] В возрасте шести лет он читал книгу своего отца по химии, написанную в колледже 1840-х годов. [7] В 8 лет он поступил в государственную школу и быстро прогрессировал. [8] : 9
Семья Холла переехала в Оберлин, штат Огайо , в 1873 году. Он провел три года в средней школе Оберлина и год в Академии Оберлина , готовясь к поступлению в колледж. [3] За это время он продемонстрировал свои способности к химии и изобретениям, проводя эксперименты на кухне и в дровяном сарае, пристроенном к его дому. В 1880 году, в возрасте 16 лет, он поступил в Оберлин-колледж. [8] : 16
Во время своего второго срока Холл с большим интересом посетил лекцию оберлинского профессора Фрэнка Фэннинга Джуэтта по алюминию; Именно здесь Джуэтт продемонстрировал образец алюминия, полученный им от Фридриха Вёлера в Геттингене , и заметил: «Если кто-нибудь изобретет процесс, с помощью которого можно будет производить алюминий в промышленных масштабах, он не только станет благодетелем всему миру». , но и смог бы накопить себе большое состояние». [8] : 38
Первые эксперименты Холла по поиску процесса восстановления алюминия были проведены в 1881 году. Он безуспешно пытался получить алюминий из глины путем плавки с углеродом в контакте с древесным углем и хлоратом калия. Затем он попытался улучшить ранее разработанные электролитические методы, исследуя более дешевые методы производства хлорида алюминия , но снова безуспешно. На последнем курсе он попытался электролизировать фторид алюминия в воде, но не смог получить алюминий на катоде. [2]
В 1884 году, установив в сарае за семейным домом самодельную угольную печь и сильфоны, Холл снова попытался найти катализатор, который позволил бы ему восстанавливать алюминий углеродом при высоких температурах: «Я пробовал смеси глинозема и углерода. с солями бария, криолитом и карбонатом натрия, надеясь получить двойную реакцию, в результате которой конечным результатом будет алюминий. Я помню, как купил немного металлического натрия и пытался восстановить криолит, но получил очень плохие результаты. Я сделал немного алюминия сульфида , но счел его очень бесперспективным в качестве источника алюминия тогда, как и с тех пор». [8] : 40
Холлу пришлось изготовить большую часть своего оборудования и подготовить химикаты, и ему помогала его старшая сестра Джулия Брейнерд Холл. [5] [9] [10] Основное изобретение, которое он обнаружил 23 февраля 1886 года, включает пропускание электрического тока через ванну с глиноземом , растворенным в криолите , в результате чего на дне реторты образуется лужа алюминия. . [11] [12] 9 июля 1886 года Холл подал заявку на свой первый патент. Этот процесс был также открыт почти в то же время французом Полем Эру , и он стал известен как процесс Холла-Эру . [2]
Не сумев найти финансовую поддержку дома, Холл отправился в Питтсбург , где установил контакт с известным металлургом Альфредом Э. Хантом . Они основали Питтсбургскую восстановительную компанию, открывшую первые крупные заводы по производству алюминия. Компания Reduction позже стала «Алюминиевой компанией Америки», затем «Алкоа» . Холл был крупным акционером и разбогател. [2]
Процесс Холла-Эру в конечном итоге привел к снижению цены на алюминий в 200 раз, что сделало его доступным для многих практических целей. К 1900 году годовой объем производства достиг около 8000 коротких тонн (7,3 миллиона килограммов). Сегодня алюминия производится больше, чем всех других цветных металлов вместе взятых. [ нужна цитата ]
Иногда Холла считают создателем американского написания слова «алюминий», но это написание кратко использовалось Хамфри Дэви в начале 1800-х годов и было написанием в словаре Ноя Вебстера 1828 года. «Алюминий» широко использовался в в Соединенных Штатах до 1895 или 1900 года, а слово «алюминий» не было официально принято Американским химическим обществом до 1925 года . [13] В ранних патентах Холла использовалось написание «алюминий». [14] В Великобритании и других странах, использующих британское написание , теперь используется только написание «алюминий». Написание практически во всех других языках аналогично окончанию «-ium». [13]
Холл продолжал свои исследования и разработки до конца своей жизни и получил 22 патента США, большинство из которых касалось производства алюминия. Он входил в состав Попечительского совета Оберлинского колледжа. Он был вице-президентом Alcoa до своей смерти. [ нужна цитата ]
Холл умер, неженатый и бездетный, 27 декабря 1914 года, через двадцать один день после того, как ему исполнился 51 год, в Дейтоне, Флорида. Он был похоронен на кладбище Вествуд в Оберлине. [3] Он умер в том же году, что и Эру, и они оба родились в один и тот же год. [2]
В своем завещании Холл оставил большую часть своего состояния на благотворительность. Его щедрость способствовала созданию Гарвардского института Йенчин , ведущего фонда, занимающегося развитием высшего образования в Азии в области гуманитарных и социальных наук. [15]
В 1911 году Холл получил медаль Перкина , высшую награду, которую вручает американская секция Общества химической промышленности . Ориентир Американского химического общества . [1]
В конечном итоге Холл стал одним из самых выдающихся благотворителей Оберлин-колледжа, и на территории кампуса установлена его алюминиевая статуя. [12] Из-за своего легкого веса статуя Холла когда-то была известна частыми сменами местоположения, часто из-за студенческих розыгрышей. Сегодня статуя приклеена к большому гранитному блоку и постоянно находится на втором этаже научного центра Оберлина, где студенты продолжают украшать Холл соответствующими атрибутами по праздникам и в других случаях. [17]
Дом Джуэттов сохранился в Оберлине как Центр наследия Оберлина . В центре представлена выставка под названием « Алюминий: связь с Оберлином» , которая включает в себя воссоздание эксперимента Холла 1886 года с дровяным сараем. [18] Холл-хаус также сохранился в Оберлине, хотя дровяной сарай был снесен давно. [19]
