POLISSAGE DU PLOMB, DE L'ÉTAIN ET DE LEURS ALLIAGES

On sait qu'il est très difficile de polir mécaniquement le plomb en vue de son examen micrographique. Hughes (3) a déjà signalé que l'attaque anodique prolongée de ce métal dans une solution aqueuse concentrée d'acide perchlorique permet de révéler sa structure cristalline. Cet auteur n'indique pas qu'on puisse obtenir ainsi des surfaces lisses et brillantes. Je suis arrivé à ce résultat, pour de petites surfaces de plomb et d’étain, en perfectionnant le procédé électrolytique que j'avais déjà indiqué avec H. Figour (4). L'’électrolyte est un mélange d'acide perchlorique et d'acide acétique ou formique. On trouvera dans un autre mémoire les détails de cette méthode et son application à la micrographie (5).

BIBLIOGRAPHIE

(1) P. JAcQUET, C. R., CCI, p.-1473 :(1035);. Nature, CXXXV, p. 1076 (1935).

RIRPENACQUEL TC MR COMPTA tro306):

(3) W. E. HUGHES, J. Phys. Chem., XXVWI, p. 316 (1922). (4) Brevet franç., n° 707.526 (1930).

(5) P. JACQUET, Bulletin Soc. Chim. France, III, 5° sér.,

re CHAPITRE III PROPRIÉTÉS DES SURFACES DE CUIVRE POLIES ÉLECTROLYTIQUEMENT

La nature cristalline des surfaces de cuivre polies électrolytiquement.ne fait aucun doute. Les faits suivants en sont la preuve :

1° De très faibles modifications des caractéristi- - ques de l’électrolyse, par exemple, l'agitation de la solution ou une légère diminution de la densité de courant, font apparaître les limites des divers grains, ou même leur structure interne;

3° J'ai montré que dans le cas d'un laiton hétérogène, la structure est toujours mise en évidence quelles que soient les conditions de l'électrolyse. Au contraire, le laiton à un constituant donne, comme le cuivre pur, des surfaces sur lesquelles les grains ne sont pas visibles. Le processus d'attaque anodique de ces deux types d'alliages est exactement le même, mais avec le premier la vitesse de dissolution d’un des constituants étant plus grande que celle de l’autre, la structure devient visible;

3° Une surface de cuivre polie électrolytiquement a été examinée par la méthode de diffraction électronique. En raison de certaines difficultés inhérentes à l'appareil, une étude complète n’a pu encore être effectuée. Le spectre obtenu était formé . des anneaux caractéristiques du métal mais leur netteté n’était pas aussi bonne qu'on aurait pu s’y attendre. Cette étude mérite d’être reprise, car on aurait peut être là le moyen d'expliquer les diver-

gences d'opinions signalées page ||, concernant l'origine du spectre d’anneaux diffus observé sur les surfaces polies mécaniquement; j 5° Les propriétés optiques du cuivre poli électrolytiquement sont, comme je vais le montrer, remarquablement constantes, ce qui ne serait pas compatible avec une modification de la surface.

Propriétés optiques.— Nous avons vu que l’étude des propriétés optiques d'une surface métallique polie par la méthode classique ne permettait pas d'atteindre des valeurs constantes caractéristiques

du métal, ce qui s'explique par l'impossibilité de reproduire avec certitude toutes les conditions du polissage. En admettant même que ceci puisse être réalisé, les valeurs que l’on obtiendrait correspondraient à une structure superficielle mal définie, très vraisemblablement amorphe, ou en tout cas constituée de microcristaux sans aucune ressemblance avec les cristaux normaux sous-jacents. Pour toutes ces raisons, on peut s'attendre à ce que l'examen optique d'une surface polie par le procédé électrolytique donne des résultats très différents de ceux obtenus avec le même métal poli mécaniquement.

H. Lowery a publié récemment en collaboration avec H. Wilkinson et D. L. Smare (|) une longue étude sur les propriétés optiques comparées de surfaces de cuivre polies obtenues par trois méthodes : polissage mécanique, condensation dans le vide et polissage électrolytique par le procédé que j'ai décrit. Les propriétés optiques : indices de réfraction, coefficients d'absorption et pouvoirs réflecteurs sont déterminés par la méthode de Drude (réflexion de la lumière polarisée). Sans entrer dans les détails de cette étude, je résume dans le tableau II les résultats relatifs aux pouvoirs réflecteurs pour diverses longueurs d’onde du spectre visible.

Tableau I.

Pouvoir réflecteur

Polissage Condensation

mécanique | électrolytique dans le vide

échantillon | échantillon | échantillon | échantillon

Longueur d'onde en

6.800 | 88,7 | 91,8 | 97,1 | 96,7 6.700 92,5 91,2 6.500 91,8 90, 1 6.400 | 85,7 | 91,2 | 07,1 | 97 6.300 99 88 6.000 | 77,7 | 84,5 4 OUT 03,8 85 89

| 5.800 | 70 77 5,4: | 84 76,4 69,2 5.600 a GC, 10IPETT 3 0,2 5.400 | 48, 54 63,3 2,7 58,2 53,8 4.800 | 44 | 49,7 | 58,1 | 57,7 49,4

L'examen de ce tableau permet de tirer les conclusions suivantes :

1° Pour toutes les longueurs d'onde, le pouvoir réflecteur maximum est observé avec les surfaces polies électrolytiquement;

2° Deux échantillons ayant subi indépendamment le traitement anodique donnent pratiquement la même valeur du pouvoir réflecteur. Il n’en est pas de même: avec les deux autres types de surface;

3° Par leurs constantes optiques, les surfaces préparées dans le vide sont intermédiaires entre les

deux autres types, mais elles se rapprochent davan-

tage des surfaces polies mécaniquement, ce qui n’est pas inattendu, car on sait que les couches minces métalliques déposées par condensation dans le vide ont une structure microcristalline, donc intermédiaire entre la structure à gros grains du cuivre poli électrolytiquement, et la structure superficielle

quasi-amorphe du même métal poli par : procédé mécanique.

H. Lowery et ses collaborateurs ont ont. en outre, que les constantes optiques du cuivre poli mécaniquement dépendent non seulement de la présence de la couche superficielle de Beïilby, mais aussi de Ja couche sous-jacente dans laquelle le métal ne présente pas sa structure normale.

En collaboration avec L. Capdecomme (2), j'ai eu l'occasion de confirmer, pour la lumière normale, certains résultats de H. Lowery et ses collaborateurs. Le tableau III donne les valeurs du pouvoir réflecteur (pour la lumière du tungstène filtrée, (4=4.500 A) déterminées au moyen du dispositif photoélectrique de Orcel (3), perfectionné par

Tableau 1.

Echantillons Nature Pouvoir Moyenne du e du pouvoir n° à réflecteur (1) ; polissage réflecteur 2 électrolytique 1,414 1 2 1,415 1,416 — 1,420 2bis mécanique 1,276 Jbis = 1,329 1,305 8bis — 1,286

| (1) Par rapport à une surface étalon de mercure.

L. Capdecomme (4). Les surfaces sont constituées de cuivre électrolytique ayant subies soit le polissage mécanique seul (papier émeri de finesse croissante, puis suspension d'alumine 3 heures), soit ce polissage suivi d'une attaque anodique dans les conditions décrites. Chaque valeur est la

moyenne de plusieurs déterminations à divers endroits d’une surface de | cm’.

Ce tableau montre que, conformément aux résultats de H. Lowery et ses collaborateurs, les surfaces polies par le procédé anodique ont un pouvoir réflecteur plus élevé. L'écart maximum entre trois échantillons préparés indépendamment est de 0,4 p. 100, tandis qu'il atteint presque 4 p. 100 pour les surfaces polies mécaniquement.

Conclusion... — Les résultats expérimentaux qui viennent d'être résumés ne laissent aucun doute sur les différences de constitution physique des surfaces de cuivre polies par le procédé classique, mettant en œuvre des moyens mécaniques, et par la méthode électrolytique qui, étant en fait un décapage, met à nu les cristaux du métal sans en modifier la structure. Par contre, le polissage mécanique détruit le réseau cristallin et cette destruction peut intéresser une épaisseur importante du métal. Il est essentiel d’avoir présentes à l'esprit ces différences fondamentales pour comprendre les phénomènes de distribution initiale des germes, et de croissance des dépôts électrolytiques, que je vais aborder maintenant.

BIBLIOGRAPHIE

(1) H: LOWERY, H. WILKINSON et D. L. SMARE, Phil. Mag., XXII, p. 769 (r936).

(2) L. CAPDECOMME et P. JACQUET, C. R., CCIV, p. 1415 (1037).

(3) J. ORCEL, Bull. Soc. Franç. Min., LIV, p. 301 (1930).

(4) L. CAPDECOMME, C. R, CLXLVIII, p. 462 (1934); CCI, p. 1843, p. 2061 (1936); CCIII, p. 094 (1936).