CUIRASSE — CUIVRE
La cuirasse est composée de deux parties , y dont Tuue couvre la poitrine et le ventre; cette partie se nomme plastron ; l'autre couvre les épaules et les reins . Elles sont attachées ensemble par des courroies. Elles se vêtent sur rtiabit, sont de même longueur, et couvrent le soldat du cou à la ceinture.
La cuirasse fut d'abord faite avec les mêmes matières que le bouclier; mais, Texpérience ayant appris à employer des matières capables d'une plus forte résistance, le fer, Tacier ou le cuivre furent substitués dans leur confection , comme ils le furent aussi dans la fabrication du casque. Vofez Casqoe.
Le bouclier n'était pas suffisamment remplacé par la cuirasse, telle que je viens de la décrire. Le bouclier couvrait tout le corps , ou successivement chacune de ses parties, selon le besoin du moment; la cuirasse ne couvre que le buste. Il fallut donc avoir d'autres moyens de défendre les autres parties du corps, comme les bras , le cou , les épaules, les cuisses, les genoux et les jambes. De là la nécessité des hrassards, du hamsC'Col , des ^ulières , dès euïMwrds , des genouillères^ des grèves. Ces diflférentes pièces de l'armure étaient aussi de véritables cuirasses , c'est-àdire faites de cuir. Il en était de même du jaque, de la cotte de mailles, dn haubert , vêtements militaires qui d'abord araient été faits et garnis avec du cuir, auquel on a de-, pois substitué le fer , ainsi que dans toutes les autres pièces de l'armure. C'est après cette substitution que l'on vit ces] armures complètes (elles qu'on les Toit encore de nos jours sur les ruines du régime féodal , et telles que les portaient Philippe- Auguste à la bataille de Bouvines, François I*'' dans les guerres contre Cbarlesi^^uint, et Jeanne d'Arc lorsqu'elle reconquit la France trahie sur les Anglais.
La cuirasse ainsi que le casque ne sont , dans la réalité , àes armes défensives utiles qu'à l'égard des armes de main. Elles ne peu- Tent opposer la moindre résistance aux effets des bouches à feu. C'est le motif qui les avait fait tomber en désuétude. Mais comme ces armes soot utiles aux troupes qui combatlent ordinairement avec des armes de main , c'est avec raison qu'elles ont été rendues à ees troupes. Le général Aux.
cmxtOL ( Chimie ei technologie.) Le cuivre est un des métaux les plus anciennement connus ; dans un grand nombre de cas, il remplissait , chez les anciens, les nsages actuels du fer, dont les minerais sont plus abondants, mais d'une exploitation plus difficile. *^
C'est un métal d'une couleur rouge-brun caractéristique, d'une Saveur et d'une odeur sensibles et désagréaUes. H est éminemment RialléaMeet ductile, et on peut l'obtenir en feuil-
les très-minces et en fils très-fins. Doué d'une grande ténacité, moindre pourtant que celle du fer, il ne rompt que sous une traction considérable, qu'on |>eut évaluer à 34 kilogrammes par millimètre carré de section. Il est notablement plus dur que l'or et l'argent; c'est pourquoi on l'allie à ces deux métaux pour les rendre plus résistants. La pesanteur spécifique du cuivre varie de 8,7 à 8,96.
Le cuivre fond à la dialenr rouge, environ à 27 degrés pyrométriques. Quand on le porte à une haute température , par exemple à celle d'un feu de forge, il émet des vapeurs et communique ainsi à la flamme une couleur verte; mais la perte qu'il éprouve par volatilisation, lors même que l'action de la chaleur est longtemps prolongée, est très-petite et pourainsi dire insensible.
A la température ordinaire, le cdivre n'éprouve aucune altération par le contact de I air parfaitement sec ; mais il s'oxyde facilement dans l'air humide, et perd ainsi une partie de l'éclat métallique dont il est doné. Dans la plupart des cas , il se forme même, à la surface du métal, une couche plus on moins épaisse d'un sous-sel vénéneux qui paraît être un carbonate de cuivre hydraté : c'est le composé qu'on connaît vulgairement sous le nom de ver^4e-^H5. La présence des acides favorise , comme on sait , cette altération, sans que Foxydation cesse d'être produite aux dépens de l'air atmosphérique. Aussi , les ustensiles de cuisine en cuivre doivent-ils être soigneusement étamés, particulièrement quand ils doivent servir à chauffer des préparations acides.
Sous l'action de la chaleur, le contact de l'air détermine une oxydation du cuivre plus profonde et plus rapide. Le métal se recouvre alors d'une couche de protoxyde , et, s'il est en fusion, il absorbe en partie le protoxyde formé et devient ainsi beaucoup moins ductile. Il faut le recuire au contact dn charbon (qui réduit le protoxyde) pour lui faire recouvrer sa propriété première. Qnand l'action de la chaleur est suffisamment prolongée , et que le métal est dans un état de division convenable , le grillage le transforme complètement en deutoxyde.
Indiquons maintenant les propriétés chimiques les plus lemarquables du enivre.
Le cuivre ne décompose l'eau qu'à une température de beaucoup supérieure au rouge : il n'y a nulle action réciproque à la température ordinaire, même en présence des acides. Par ce caractère, le cuivre appartient, dans la classification artificielle des métaux , à la dn* quième section. Foyez Métaux.
Parmi les acides, l'eau régale et l'acide azotique sont les dissolvants les plus ordhiaires de ce métal : l'acide azotique donne lieu, comme
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on sait, à un dégagement abondant de bioxyde d'azote, qui aa contact de l'air se change en acide liypoazotiqae. L*adde sulAirique n'attaque le caiYre qo'autant qu'il est concentré et bouillant : il y a alors formation de sulfate de cuivre et dégagement d'acide sulfureux. L'acide chlorhydrique n'a point d'action sur le enivre , dans la plupart des cas.
Le soufre, le phosphore, farsemc et même le carbone peuvent se combiner directement avec le cuivre, à l'aide de la chaleur. 11 en est de même pour le chlore : le métal absorbe ce gaz avec dégagement de chaleur et de lumière.
Le cuivre peut former des alliages avec tous les métaux , si Ton en excepte le plomb et le fer. Quelques-uns de ces composés, principalement le bronze et le toiftm, ont, comme on sait> dans les arts, de nombreux et importauts usages.
L'équivalent du cuivre est, d'après M. Berxélius, 895,695. Ce nombre est déduit de l'analyse du deutoxyde de cuivre , CuO.
On verra ci-dessous les procédés mélallu^ giqoes mis en usage pour l'extraction du cuivre. Notons seulement ici qu'on trouve quelquefois le cuivre à l'état natif, soit amorphe, soit cristallisé. Il est probable, du reste, que cette espèce minérale n'est point préexistante et qu'elle est due à la décomposition natur<!lle de certains minerais de cuivre.
Passons à l'examen des principaux composés auxquels le métal qui nous occupe donne naissance.
Oxydes de cuivre.
Le cuivre forme trois oxydes. Tous sont fa* cilement réduits par l'hydrogène , le carbone , le soufre, etc., et par plusieurs métaux , entre autres par le fer et le zinc. Le plus important de ces oxydes est le deutoxyde. Nous dirons pourtant quelques mots du protoxyde ou oxydule.
Protoxyde de ctUvre ( Cu^ O ). A l'état anhydre , ce composé est d'un rouge foncé.
11 est fusible à la chaleur blanche. Chauffé au contact de l'air, il absorbe de l'oxygène et se transforme en deutoxyde. Traité par les acides, il se décompose, et donne un sel de deutoxyde et un de cuivre métallique, ou bien il se dissout sans décomposition; mais les sels qu'il forme dans ces cas sont très4nstabtes.
L'oxydule de cuivre donne avec les fondants des verres colorés d'un très-beau rouge : il est employé souvent, à cause de cette propriété, pour colorer les vitraux.
On peut le préparer par divers procédés.
L'un des plus simples consiste à fondre un mélange en proportions convenables de cuivre et de deutoxyde de cuivre. On l'obtient encore en faisant bouillir, avec du sucre , une
dissolution d'acétate de enivre ; il se dépose alors à l'état cristallisé. Ajoutons, enfin, qu'il prend naissance dans tous les cas où le cuivre métallique est chauffé au contact de l'air.
On trouve cet oxyde dans la nature, et quelquefois en masses assez considérables pour former des minerais de cuivre exploitables.
Deutoxyde de cuivre (CuO). Le deutoxyde est noir quand il est anhydre , et bleu clair à l'état hydraté. Anhydre, il supporte une très-haute température sans se décomposer et même sans se fondre. Il est ttès-hygrométrique.
Solubledans les acides, surtout quand il est hydraté , il forme des sels colorés qui sont en général très-stables.
II est isomorphe avec le protoxyde de fer.
On prépare ordmairement le bioxyde de cuivre en calcinant Fazotate de cuivre, obtenu directement en dissolvant le métal dans l'acide azotique. Quelquefois c'est par le simple grillage de cuivre. Quand l'oxyde doit être employé dans l'analyse pour brôler les matières organiques, on suit le plus souvent ce dernier procédé. — Ces diverses préparations fournissent le deutoxyde anhydre : on l'obtient hydraté en précipitant par la potasse la dissolution d'un sel de cuivre quelconque. Ce produit entre dans la composition employée en peinture sous le nom de cendres bleues.
Sels de cuivre.
Nous décrirons sous ce titre les propriétés des sels de bioxyde de cuivre. Le protoxyde donne à la vérité naissance à des sels particuliers; mais ces sels sont très-peu stables, et passent facilement aux sels de bioxyde. Nous ne nous occuperons donc que de ceux-ci. Voici les principaux caractères auxquels on peut facilement les reconnaître :
Cristallisés ou en dissolution , ils sont colorés en bleu ou en vert.
Avec la potasse, ils donnent un précipité bleu clair, qui passe au brun quand il est chauffé. Ce précipité, insoluble dans la potasse, est soloble dans l'ammoniaque.
L'ammoniaque ne fait point naître de précipité dans les sels de cuivre : mais elle donne h la liqueur une temte bleue particulière. Ce caractère est très-sensible, et permet de reconnaître facilement un sel de cuivre, même en petite quantité.
Les dissolutions des sels de cuivre donnent encore , avec le prussiate de potasse , un précipité brun marron , facile à reconnaître. Ce caractère , comme le précédent , est un des meilleurs et des plus sensibles des sels de cuivre.
Avec l'hydrogène sulfuré et les bydrosiilfates , il y à précipité noir de sulfure de cuivre.
Enfin, les sels de cuivre sont décomposés
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facilement par le lioe et le fer. Une lame de fer, par exemple, plongée dans ladiaaolation d'un de ces sels , le conne rapidement d*ane couche de cuivre métallique. En prolongeant suffisamment Faction du fer, on peut déterminer la précipitation totale da cuîTre contenu dans la liqueur : aussi cette réaction est-elle utilisée quelquefois pour l'analyse de certains sels de cuiTre.
Tels dont les caractères généraui des sels de cuivre. Quelques-uns de ces composés méritent une mention spéciale, à cause de l'usage qu^onenfait dans tes arts ou dans les laboratoires : nous en dirons quelques mots.
Sulfate de cuivre ( SO^. CuO ). Il est connu dans le commerce sous le nom de vitriol ou de couperose bleue, à cause de sa couleur. On l'obtient, par l'un des procédés mentionnés plus bas, en cristaux d'un assez gros volume appartenant au système du prisme oblique.
Ces cristaux contiennent 5 équivalents d'eau : exposés à l'action de la chaleur, ils éprouvent d'alwrd la fusion aqueuse, blanchissent par la dessiccation , et finissent par se décomposer complètement Le sulfate de cuivre est isomorphe avec le sulfate de fer h S équivalents d'eau. 11 est assez solublo dans l'eau.
Ce sel est inattaquable par les acides : avec les bases, il se comporte de diverses manières , suivant leur nature. Ainsi, un alcali fixe»
comme la potasse et là soude , ajouté en petite quantité dans une dissolution de sulfate de cuivre, y fait nattre un précipité vert de soussulfate. L'ammoniaque, au contraire, donne un précipité qui se redissout immédiatement, et la liqueur devient, cfHnme nous l'avons dit, d'un très-beau bleu :'cette liqueur fournit, par évaporation, des cristaux composés de sulfate d'ammoniaque et d'ammoniure de cuivre.
On prépare le sulfate de cuivre par divers procédés. Dans les laboratoires , c'est par l'action de l'acide sulfurique sur le cuivre : le sel forme ainsi le résidu fourni par la préparation de l'acide sulfureux qu'on obtient , comme on sait , par cette réaction. En grand , on opère d'une manière plus économique en humectant des lames de cuivre avec l'acide et en les exposant au contact de l'air : l'oxydation du métal s'opère par l'oxygène atmosphérique, sans que Tacide sulfurique soit décomposé.
Une grande partie du vitriol bleu fourni au commerce est préparée avec des lames de cuivre qui ont servi au doublage des vaisseaux. On grille ces lames dans des fours à réverbère, sur la solo desquels l'on brûle en même temps du soufre en quantité convenable. Il se forme ainsi un sulfure de cuivre qui, par le grillage, se transforme en sulfate, et celui-ci, repris par Tadde sulfurique, fournit, par une seconde opération, le sulfate neutre. . Le sulfate de cuivre est encore un produit
de l'affinage des métaux précieux ( Voy, Af- FiNBCR ). Dans ces dernières années , la démonétisation des écus de troiset de six livres, qu'on a soumis à l'affinage pour en extraire l'or, a fourni une quantité considérable de sulfiite de cuivre.
Ce sel est employé en teinture : il sert à préparer les couleurs connues sous le nom de vert de Scheele et de cendres bleues. On en fait usage aussi, en agriculture, pour le chaulage des blés.
Carbonate de cuivre. Ce sel, que l'on rencontre en assez grande abondance dans la nature, est difficile à préparer artificiellement. Le carfaîonate naturel est un carbonate basique ( C0% Cu 0+ Cu O H O ) ; il est quelquefois en gisements assezconsidérables pour être exploité comme minerai de cuivre. Dans certaines localités, et principalement dans l'Oural, il existe en masses ooncrétionnéesd'un très-beau vert, susceptibles de recevoir le poli : c'est alors la malachite des minéralogistes. La malachite est employée, comme on sait, pour fabriquer des vases et des tables d'ornement, et même des objets de bijouterie.
On connaît, du reste, d'autres carbonates de cuivre naturels; mais celui-ci est le plus important
Alliages de cuivre.
Le cuivre entre dans plusieurs alliages trèsimportants ; tels sont le bronze, le laiton, etc. (Voy. ces mots. ) Il est associé à l'or et à l'argent dans les monnaies , les bijoux, etc. ( Voy. ARGENT et Or.) Nous n'avons qu'à indiquer ici ces divers alliages , dont on s'est occupé dans les articles mentionnés ci-dessus.
Métallurgie du cuivre.
Passons maintenant è la description des procédés métallurgiques suivis pour l'extraetion du cuivre.
Le minerai qu'on rencontre le plus abondamment dans la nature est un suKure de cuivre 9 allié le plus souvent au salaire de fer; mais dans quelques localités on exploite comme minerai le carbonate et quelques oxydes. Dans ce dernier cas, le traitement métallurgique est très-simple, et consiste simplement à fondre le minerai au fourneau è manche, en présence du charbon. Il y a réduction ; le métal devient libre, et la gangue, qui contient toujours beaucoup de fer, donne des scories très-fusibles. On obtient au-dessous de ces scories une masse de cuivre noir (c'est-à-dire mélangé de charbon), qu'on fait écouler et qu'on afÎBne par le procédé indiqué plus bas.
Le traitement du cuivre snlfbré est, au contraire, très4ong et très^délicat : c'est une de»
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opérations les plus difficiles de la métallurgie; aussi ne pourroD&-uous en indiquer que les principes.
La manière de procéder varie suivant les localités, c'est-à-dire suivant la nature du miserai et du combustible dont on dispose.
Comme nous ne pouvons entrer dans la description de tous les procédés , nous nous bornerons , pour donner Tidée de ces opérations, à faire connaKre le traitement du enivre pyrileux, tel qu'on le pratiqnedans le Cornouailles : là, le combustible employé est la houille, et le minerai est un cuivre pyriteux à gangue siliceuse, renfermant en outre une certaine quantité d*étain et de pyrites arsenicales. Voici, d'après MM. Lenormant et Mellet, la description des opérations successives qu'on fait subir au minerai.
On réduit le minerai eu fragments gros à peu près comme des noisettes , puis on Tétale en cet état sur la sole d*ua fourneau à réverbère pour le griller.
On chanfTe graduellement , en ayant soin de ne pas pousser la température au point de fondre ou d'agglomérer les parties , et l'on remue trèsfréquemment, afin de renouveler les surfaces et de multiplier les points de contact avec la flamme. Ce grillage dure assez ordinairement douze heures ; au bout de ce temps , une partie du soufre et de l'arsenic sont dégagés. Le minerai a absorbé de l'oxygène ; il est en poudre noire, et contient encore beaucoup de soufre et d'arsenic.
Le minerai , dans cet état, est prêt à subir une première fusion ; cette opération s'exécute dans un four à réverbère ordinaire ; on y^joute des scories et différents fondants > suivant la nature du minerai , et qui forment une sorte de castine.
Au bout de quatre à cinq heures de chauffe, la fusion est ordinairement complète ; on agite avec un râblé, pour aider le dégagement des scories. On ajoute une nouvelle charge de minerai grillé; on écume encore, et l'on fait une troisième charge. Cette fois les scories sont écumées soigneusement; on enfonce le bouchon , et la matte s'écoule dans l'eau. En tombant dans ce liquide , elle fige sous la forme de grains divisés qui restent rouges au fond de l'eau. Il arrive quelquefois des accidents, par l'expansion subite de l'eau entre quelques parties de la matte fondue. Les grenailles qu'on obtient présentent, dans leur cassure, une couleur gr» d'acier et un brillant métallique.
La matte , dans cet état , est loin encore d'avoir atteint le degré de pureté nécessaire ; elle contient seulement 33 pour 100 de cuivre , beaucoup de soufre et de l'arsenic. On est obligé de la griller et de la refondre plusieurs fois au four à réverbère , suivant la composition
du minerai. Ces grillages et ces fontes se répètent ordinairement de huit à dix fois : on la coule en grains pour qu'elle soit plus facile à griller.
A chaque fois, il s'en sépare des scories; mais celles-ci sont réservées pour être refondues dans une preniièi'e fusion , parce qu'elles retiennent toujours un peu de cuivre, et d'autant plus que celui-ci est moins chargé de substances étrangères.
Le degré plus on moins grand d'impureté de la mine nécessite des refontes et grillages successifs plus ou moins nombreux. On doit les continuer jusqu'à ce que les grains soient suffisamment épurés , ce qu'on reconnaît à* leur couleur, en les aplatissant, les coupant à demi, et achevant de les rompre «n les ployant.
La couleur de leur cassure indique le degré d^époration convenable ; on doit alors procéder au rôtissage. Le but de cette opération est de séparer les métaux les plus oxydables dont le cuivre est encore mélangé. On se sert du four- HEAC DB RiVrissàGB Ordinaire , ou de celui qui reçoit iite courant d'air continu. La dernière matte obtenue ayant été coulée en saumons , on expose ceux-ci , chauffés au rouge dans le four, an courant d'air. La durée du rôtissage varie entre douze et vingt-quatre heures, suivant la plus ou moins grande quantité de métaux étrangers qui sont dans le cuivre brut; il ne faut déterminer la fusion que vers ta fin du rôtissage. On coule le cuivre dans des moules en sable ; l'intérieur des saumons qu'on obtient ainsi offre une contexture poreuse , ce qui tient au gaz du moulage'; leur surface est recouverte de sortes d'ampoules noires. On peut alors porter ce cuivre au raffinage.
Affinage du cuivre — Dans l'afTinage du cuivre, on a pour but de faire évaporer , dans un fourneau à réverbère dont la sole est en charbonnaille ou en quartz pulvérisé , toutes les substances volatiles, telles que le soufre , l'arsenic, l'antimoine, etc., qui se trouvent mélangées au cuivre; d'oxyder et de convertir en scories les substances fixes , telles que le fer, le plomb, etc. , de manière à lui faire éprouver le moins de déchet possible. Ces procédés ne sont pas très-rigoureux ; mais le peu d'or et d'argent qui se refuse à l'oxydation ne peut nuire en rien aux usages du cuivre dans le commerce.
Description dufofurneau de grillage.
( V09' VAHaS^ MÉTALLURGIE , pi. I Ct II. )
Ce fourneau se compose d'un avant-corps A (llg. I, 2, 3) renfermant le foyer, le cendrier et la grille; un autel ou pont de cliaxiffe sépare ce foyer de la sole B (tig. i. et 3) da fourneau.
Cette sole est horizontale et perforée de quatre rous 6 situés vis-à-vis dé chacune des portes e»
