1. Tổng quan
Sir Robert Abbott Hadfield, Nam tước thứ nhất (1858-1940) là một nhà luyện kim người Anh, nổi tiếng với việc khám phá ra thép mangan vào năm 1882, một trong những hợp kim thép đầu tiên. Ông cũng là người phát minh ra thép silicon, ban đầu được cấp bằng sáng chế vào năm 1886 vì các đặc tính cơ học, giúp hợp kim này trở thành vật liệu lý tưởng cho lò xo và một số loại lưỡi dao sắc bén. Sau này, thép silicon còn trở nên quan trọng trong các ứng dụng điện tử nhờ đặc tính từ học. Ngoài những đóng góp khoa học to lớn, Hadfield còn được biết đến với những sáng kiến cải thiện điều kiện lao động tại công ty của mình, như việc áp dụng ngày làm việc 8 giờ, thể hiện tầm ảnh hưởng tích cực của ông không chỉ trong lĩnh vực công nghiệp mà còn đối với xã hội.
2. Cuộc đời
Cuộc đời của Robert Hadfield là một hành trình đáng chú ý từ một người học việc trở thành nhà lãnh đạo công nghiệp và nhà khoa học lỗi lạc, với những đóng góp quan trọng cho ngành luyện kim và sự phát triển của điều kiện lao động.
2.1. Thời thơ ấu và Giáo dục
Robert Hadfield sinh ngày 28 tháng 11 năm 1858 tại Attercliffe, một ngôi làng gần Sheffield, Anh. Cha ông, cũng tên là Robert Hadfield, sở hữu Xưởng đúc thép Hadfield ở Sheffield. Năm 1872, cha ông là nhà sản xuất thép đúc đầu tiên ở Anh. Thay vì sử dụng công nghệ được cấp bằng sáng chế từ Pháp, ông đã tự phát triển công nghệ riêng, đặt nền móng cho một trong những công ty sản xuất vũ khí hàng đầu của Anh. Robert Hadfield con đã quyết định không theo học tại các trường đại học danh tiếng như Đại học Oxford hay Đại học Cambridge, mà thay vào đó, ông bắt đầu làm việc như một người học việc vào năm 1875.
2.2. Sự nghiệp và Quản lý
Robert Hadfield con đã nhanh chóng chứng tỏ năng lực và thành công trong công việc. Đến năm 24 tuổi, ông đã tiếp quản việc quản lý công ty do sức khỏe của cha ông suy yếu. Năm 1888, sau khi cha qua đời, Hadfield con đã chuyển đổi công ty thành một công ty trách nhiệm hữu hạn và ông trở thành chủ tịch kiêm giám đốc điều hành ở tuổi 30.
Dưới sự lãnh đạo của ông, Hadfield đã áp dụng nhiều sáng kiến quản lý tiên tiến. Năm 1891, ông đã áp dụng ngày làm việc 8 giờ tại công ty của mình, một bước tiến quan trọng trong việc cải thiện điều kiện lao động cho công nhân. Cùng năm đó, ông cũng triển khai việc sử dụng pyrometer nhiệt điện, một thiết bị do nhà khoa học người Pháp Henry Louis Le Chatelier phát triển, để đo nhiệt độ chính xác trong quá trình sản xuất kim loại.
3. Khám phá và Nghiên cứu Khoa học
Robert Hadfield đã có những đóng góp đột phá trong lĩnh vực khoa học vật liệu và luyện kim, đặc biệt là thông qua việc phát hiện và nghiên cứu các hợp kim thép mới cùng các tính chất đặc biệt của chúng.
3.1. Phát hiện Thép Mangan
Vào năm 1882, Robert Hadfield đã có một khám phá mang tính cách mạng: thép mangan. Ông đã đăng ký hai bằng sáng chế liên quan đến thép mangan ở Anh vào năm 1883, tiền thân của các bằng sáng chế tại Hoa Kỳ số 303150 và 303151. Năm sau, ông đã giới thiệu vật liệu này trước Viện Kỹ sư Cơ khí. Vào tháng 2 năm 1888, ông trình bày một bài báo trước Viện Kỹ sư Xây dựng về nghiên cứu sâu hơn của mình về mangan trong thép, bao gồm việc phát hiện ra rằng một hợp kim chứa từ 12 đến 14 phần trăm mangan có những đặc tính đặc biệt hữu ích. Trong số các đặc tính này, khi thử nghiệm độ bền kéo, nó giãn ra đồng đều, trong khi hầu hết các kim loại khác thường xảy ra hiện tượng kéo dài cục bộ hoặc "thắt cổ chai". Một đặc tính nổi bật khác là thép mangan không có tính từ. Theo các phép đo của Floris Osmond, độ cứng bề mặt của nó tăng lên khi bị biến dạng, từ 200 lên 550 hoặc 580 đơn vị Brinell, gần đạt đến độ cứng có thể làm xước thủy tinh. Độ cứng và đặc tính không từ tính của thép mangan đã mang lại lợi thế lớn trong ngành công nghiệp vũ khí, đặc biệt là để sản xuất Mũ Brodie của Anh trong Thế chiến I.
3.2. Phát minh Thép Silicon
Ngoài thép mangan, Hadfield còn phát minh ra thép silicon. Ban đầu, các bằng sáng chế của ông vào năm 1886 tập trung vào các đặc tính cơ học của hợp kim này, khiến nó trở thành vật liệu được lựa chọn cho lò xo và một số loại lưỡi dao tinh xảo. Tuy nhiên, thép silicon sau đó đã trở nên cực kỳ quan trọng trong các ứng dụng điện tử nhờ đặc tính từ học của nó, đặc biệt là trong các lõi biến áp và động cơ điện.
3.3. Nghiên cứu Hợp kim Sắt
Hadfield đã thực hiện các nghiên cứu có hệ thống về hợp kim của sắt với các nguyên tố khác. Năm 1889, ông công bố kết quả nghiên cứu của mình về sắt hợp kim với silicon thông qua Viện Sắt và Thép. Các nghiên cứu tiếp theo về sắt với nhôm, crôm, niken và vonfram lần lượt được công bố vào các năm 1890, 1892, 1899 và 1903. Những nghiên cứu này đã cung cấp cái nhìn sâu sắc về cách các nguyên tố khác nhau ảnh hưởng đến tính chất của sắt, mở ra nhiều khả năng mới cho việc phát triển vật liệu.
3.4. Nghiên cứu Nhiệt độ Thấp và Hợp tác
Robert Hadfield đã hợp tác với các nhà khoa học nổi tiếng như James Dewar trong việc nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ thấp cực độ lên tính chất của kim loại. Sau khi được bổ nhiệm tại Phòng thí nghiệm Cryogenic của Đại học Leyden vào năm 1905, ông tiếp tục hợp tác với Heike Kamerlingh Onnes. Họ đã khám phá ra rằng các kim loại có cấu trúc mạng lập phương tâm mặt thực sự trở nên dẻo hơn ở nhiệt độ cực thấp, trong khi những kim loại có cấu trúc mạng lập phương tâm khối lại trở nên giòn. Phát hiện này có ý nghĩa quan trọng trong lĩnh vực vật lý vật liệu và kỹ thuật.
3.5. Hoạt động Học thuật và Ấn phẩm
Từ năm 1913 đến năm 1920, Hadfield giữ chức chủ tịch Hội Faraday. Để kết thúc nhiệm kỳ của mình, ông đã tổ chức một hội thảo về kính hiển vi và ảnh chụp hiển vi. Năm 1899, một bài báo quan trọng về từ học trong hàng trăm hợp kim sắt đã được Barrett, Brown và Hadfield công bố trên Hội Hoàng gia Dublin. Năm 1936, Hadfield trình bày một bài báo trước Viện Kỹ sư Xây dựng trong đó ông trình bày chi tiết về tác động ăn mòn của nước biển lên 980 kim loại khác nhau.
Ông cũng là tác giả của nhiều tác phẩm quan trọng: cuốn sách Metallurgy and its Influence on Modern Progress (Luyện kim và Ảnh hưởng của nó đến Tiến bộ Hiện đại) xuất bản năm 1925; Faraday and his metallurgical researches (Faraday và các nghiên cứu luyện kim của ông) xuất bản năm 1931; và Empire development and proposals for the establishment of an Empire Development Board (Phát triển đế chế và các đề xuất thành lập Hội đồng Phát triển Đế chế) xuất bản năm 1935.
4. Giải thưởng và Vinh danh
Robert Hadfield đã nhận được nhiều danh hiệu, giải thưởng và sự công nhận cao quý trong suốt sự nghiệp của mình, phản ánh tầm vóc và ảnh hưởng của ông đối với khoa học và kỹ thuật.
4.1. Danh hiệu và Tư cách Hội viên
Năm 1899, Hadfield được phong làm Master Cutler. Ông được phong tước Hiệp sĩ vào ngày 21 tháng 7 năm 1908 và được phong tước Nam tước, của Sheffield thuộc West Riding của Hạt York vào ngày 26 tháng 6 năm 1917. Cùng năm đó, ông được phong làm Quyền công dân Danh dự của Thành phố Luân Đôn. Ông được bầu làm Hội viên của Hội Hoàng gia Luân Đôn vào năm 1909, thành viên của Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển vào năm 1912 và thành viên danh dự của Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô vào năm 1933. Ông cũng là thành viên thông tấn của Viện Hàn lâm Pháp. Năm 1939, ông được trao tặng Quyền công dân Danh dự của Sheffield. Ông là một Hội Tam Điểm tích cực và là thành viên của Ivanhoe Lodge tại Tapton Hall ở Sheffield.
4.2. Các Huy chương và Giải thưởng Chính
Ông được trao Huy chương Telford bởi Viện Kỹ sư Xây dựng vào năm 1888, Huy chương John Scott của Viện Franklin vào năm 1891 và Huy chương Vàng Bessemer vào năm 1904. Ông nhận Huy chương John Fritz vào năm 1921 và Huy chương Albert vào năm 1935, cả hai đều vì những đóng góp của ông cho luyện kim.
4.3. Các Vinh dự Khác
Hadfield được trao bằng tiến sĩ danh dự từ Đại học Oxford, Đại học Sheffield và Đại học Leeds. Ông được đề cử cho Giải Nobel Vật lý vào năm 1912. Để tưởng nhớ ông, Tòa nhà Sir Robert Hadfield tại Đại học Sheffield được đặt theo tên ông, nơi đặt các Khoa Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu, và Kỹ thuật Hóa học và Sinh học. Ngoài ra, một khu vực tại Bệnh viện Đa khoa Northern ở Sheffield cũng được đặt theo tên ông.
5. Đời sống Cá nhân
Năm 1894, Hadfield kết hôn với cô Frances Belt Wickersham, người gốc Philadelphia. Bà đã được trao tặng Huân chương CBE vào năm 1918 vì những đóng góp của mình trong Thế chiến I với tư cách là người sáng lập một bệnh viện tại Wimereux. Khi Thế chiến thứ hai bùng nổ, bà lại tiếp tục thành lập Đơn vị Cứu thương Hadfield-Spears, cũng tại Pháp. Từ năm 1898 đến năm 1939, ông sống tại Parkhead House ở Whirlow, Sheffield. Vào những năm 1930, ông đã thuê vận động viên đua mô tô lập kỷ lục Florence Blenkiron làm thư ký và quản lý văn phòng.
6. Qua đời
Sir Robert Abbott Hadfield qua đời vào ngày 30 tháng 9 năm 1940 tại Surrey, để lại hơn 200 bài báo khoa học về nghiên cứu luyện kim.
7. Di sản và Tưởng niệm
Di sản của Robert Hadfield vẫn tiếp tục ảnh hưởng sâu rộng đến ngành luyện kim, khoa học vật liệu và sự phát triển xã hội, đồng thời ông cũng được tưởng nhớ thông qua nhiều hình thức khác nhau.
7.1. Tác động đến Xã hội và Công nghiệp
Các phát minh và đổi mới công nghệ của Robert Hadfield, đặc biệt là thép mangan và thép silicon, đã có tác động tích cực to lớn đến sự phát triển công nghiệp. Thép mangan đã cách mạng hóa ngành sản xuất vũ khí và các ứng dụng đòi hỏi độ cứng cao, trong khi thép silicon trở thành vật liệu không thể thiếu trong lĩnh vực điện tử. Ngoài những đóng góp khoa học, Hadfield còn được ghi nhận vì những nỗ lực cải thiện điều kiện làm việc cho người lao động, điển hình là việc áp dụng ngày làm việc 8 giờ tại công ty của mình vào năm 1891. Điều này thể hiện tầm nhìn của ông không chỉ giới hạn trong khoa học mà còn mở rộng đến trách nhiệm xã hội, góp phần vào sự tiến bộ của điều kiện lao động. Những đóng góp của ông đã định hình sự phát triển của khoa học vật liệu và kỹ thuật trong thế kỷ 20.
Ông được tưởng niệm tại Tòa nhà Sir Robert Hadfield ở Đại học Sheffield, nơi đặt các Khoa Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu, và Kỹ thuật Hóa học và Sinh học. Ngoài ra, một khu vực tại Bệnh viện Đa khoa Northern ở Sheffield cũng được đặt theo tên ông, thể hiện sự công nhận lâu dài của cộng đồng đối với những thành tựu của ông.