PARTIE : DÉFAUTS DU VERRE
meme traitée par une goutte de solution de violet d’aniline se teint dans tous les points où l’attaque a mis en liberté de la silice gélatineuse.
La wollastonite développée dans le verre par un phénomène de dévitrification offre une grande tendance à se disposer sous une forme radiée; les figures 1,2, 3, 4, 5, qui représentent des sections de dévitrifications à wollastonite vues en lumière polarisée entre les niçois croisés portent toutes l’indication de cette tendance.
Il arrive même que la wollastonite forme dans le verre des sphôrolithes dont le volume peut atteindre la grosseur du poing.
Les fig. 1 et 2 (') représentent : la première, une portion de section radiale ; la seconde, une portion de section tangcntielle d’un nodule de 6 cm de diamètre.
La fig.' 14 représente, en grandeur naturelle, une masse vitreuse contenant un grand nombre de petits spérolithes de wollastonite.
La wollastonite se montre dans certaines dévitrifications accompagnée d’un pyroxène jaune verdâtre qui, vu en lame mince, esta peine nuancé d’une légère teinte jaune ; il possède toutes les propriétés du diopside des roches naturelles ; la réfringence et la biréfringence sont celles que l’on attribue d’ordinaire au diopside.
Ce pyroxène se présente également sans accompagnement de wollastonite; dans ce cas, le verre dévitrifié présente généralement une couleur verte plus ou moins foncée et grisâtre.
Les fig. 8 et 10 représentent des dévitrifications dans laquelle le diopside et la wollastonite figurent à peu près en égales proportions.
La mélilite (humboldtilite) se montre soit en groupements irréguliers, soit sous forme de spérolithes, soit en amas cristalli tiques. Les fig. 12 et 13 représentent deux types de ces associations de cristallites de humboldtilite. On y voit les éléments formés par ce minéral disposés en rangées alignées dans deux directions à angle droit.
Les sphérolithes sont composés de petits cristaux allongés parallèlement à la base (001) et disposés tangentiellement autour d’un centre.
La fig. 11 donne une idée de l’un de ces groupements vu au microscope en lumière parallèle entre les niçois croisés.
Tous les caractères optiques qui ont été étudiés ne laissent aucun doute sur la détermination du minéral.
(1) Pour toutes ces ligures le lecteur voudra bien se reporter à notre travail •’ Les dé fauta du verre, comme nous l’indiquons en note, page 278.
On peut, du reste, dans la plupart des cas, constater son attaque aux acides et vérifier au moins qualitativement sa composition.
De même que la wollastonite et le diopside, la liumboldtilite présente fréquemment de très beaux exemples d’inclusions vitreuses à bulle.
De l’étude dont nous venons de donner le résultat, on peut déduire quelques conséquences utiles au point de vue de la composition des verres et des qualités qu’il est possible de leur donner suivant les usages auxquels ils sont destinés.
Il en ressort en effet que le phénomène de la dévitriflcation du verre, sur lequel les opinions ont été longtemps partagées, s’explique naturellement par la formation, dans la masse vitreuse colloïde, de silicates cristallisés, simples ou multiples, de composition différente du verre qui leur a donné naissance, et que, de plus, ces silicates, dont la formation est une cause de dépréciation du verre dont ils altèrent la limpidité et la résistance en en augmentant la fragilité, et dont il faut par suite chercher à éviter la formation, se produisent à des températures différentes pour chacun d’eux suivant leur composition chimique, cette température étant, en tout cas, inférieure à celle à laquelle la fusion du mélange et la combinaison des éléments vitrifiables se sont opérées.
La chaux étant la base terreuse la plus employée par suite de son abondance dans la nature, du bon marché auquel elle peut être obtenue à l’état de pureté et des qualités qu’elle donne au verre quand elle est en combinaison avec la potasse ou la soude, il est naturel de chercher à en augmenter la proportion le plus possible ; on est arrêté dans cette voie par le phénomène delà dévitriflcation et la formation de wollastonite qui se produisent d’autant plus facilement que la proportion de chaux est plus grande, à une température relativement élevée, très voisine de celle requise pour le travail du verre en objets façonnés.
La magnésie est dans le même cas, et son addition à la chaux préexistante ne fait qu’accentuer ce phénomène en donnant lieu à la formation de diopside d’une part, et de wollastonite d’autre part.
Cette observation est conforme à celle de Péligot, qui avait été amené, par l’analyse de cristaux provenant des dévitrifications du verre de Blanzy et par l’étude cristallographique faite par M. des Cloiseaux, à penser que la magnésie même jouait un rôle prépondérant dans ce phénomène. Il n’en est pas de même de l’alumine qui, en venant s’ajouter aux bases précédentes, est susceptible de donner ou des feldspaths ou des cristaux de la famille des mélilites dont la formation est beaucoup plus difficile
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Munie en opérant aux températures convenables, les expériences de MM. Fouquô et Michel Lévy constatent que la cristallisation du feldspath ne se fait qu’avec une grande lenteur, et quant au mélilite, sa formation implique à la fois la présence dans le verre de la potasse, de l’alumine, de la magnésie et du fer en proportion notable, conditions qui se trouvent bien plus souvent réalisées dans les matières vitreuses des hautsfourneaux que dans les produits des verreries.
La première raison est, à notre avis, celle de la grande stabilité des verres alumineux qui peuvent être travaillés indéfiniment sans donner de cristallisation, quoique la somme des bases terreuses soit souvent supérieure à la quantité de chaux qui, dans un verre unique, serait suffisante pour amener rapidement la dév itrif ication.
La présence dans un verre de certaines bases, alumine et potasse, a pour résultat de diminuer la faculté qu’a ce verre de se dévitrifier, puisque les silicates d’alumine et de potasse sont relativement peu fusibles et surtout difficilement cristallisables ; il semble que les verreries devraient s’attacher à produire les verres réalisant ces conditions, d’autant plus qu’il en résulterait pour eux une économie notable d’argent, l’alumine ôtant un produit d’une valeur infiniment moindre que les alcalis proprement dits, potasse et soude.
En tout cas, l’introduction de l’alumine présente des avantages comme moyen d’empêcher la dévitrification, car les feldspaths et les mélilites, silicates alumineux, sont moins fusibles que les minéraux du groupe des pyroxènes, silicates non alumineux.
Il serait très facile aux verriers de se procurer à bas prix des calcaires argileux d’une composition telle qu’il leur suffirait d’ajouter du sable et un peu de base alcaline pour obtenir des verres stables.
Certains verriers ont pu, par l’emploi de feldspaths naturels de composition convenable, introduire en même temps que l’alumine des bases alcalines potasse et soude indispensables, réalisant ainsi les meilleures conditions de résistance et d’économie.
Si dans les fabrications du verre à bouteilles pour lesquelles les qualités recherchées et exigées sont la solidité et l’inaltérabilité sous l’action des liquides acidulés, on peut employer des matières impures donnant une composition à bases multiples de proportions non constantes, il n’en est plus de même dans la fabrication des verres qui, outre ces qualités primordiales, doivent posséder d’autres qualités, entre autres d’être parfaitement incolores. C’est le cas des verres pour la lunetterie et l’optique.
L’examen que nous venons de faire des produits de la dévitrification du verre ordinaire et du verre à bouteilles nous conduit à quelques considérations théoriques relativement à leur constitution.
Deux théories ont été proposées pour expliquer ces phénomènes ; quelques chimistes, et à leur tête Berzélius, ont émis l’opinion que le verre dévitrifié n’était autre chose que la matière vitreuse avant acquis des propriétés nouvelles par la cristallisation ; cette opinion partagée encore aujourd’hui par un grand nombre de verriers a été soutenue par Pelouze dans un travail sur la cristallisation du verre lu en 1874 à l’Académie des sciences.
« La dévitrification, dit ce savant, consiste en un simple changement physique du verre. »
Il se hase pour adopter cette conclusion sur ce fait que de nombreuses analyses ne lui ont montré qu'une différence insignifiante de composition entre le verre primitif et la même matière après dévitrification.
Il admet implicitement qu’un verre quelconque est susceptible de se transformer entièrement en une matière cristallisée.
D’après lui, le fait se passerait notamment pour le silicate de soude et de chaux qui constitue les verres tels qu’on les compose ordinairement et dans lesquels la silice, la soude et la chaux n’entrent pas en proportions définies.
Cette explication en contradiction avec les lois connues de la chimie n’est évidemment justifiée que dans le cas particuliers ; ce sont ceux dans lesquels le verre présente la composition d’un minéral défini ou bien encore d’un mélange de minéraux définis susceptibles de cristalliser.
On connaît de nombreux exemples de faits de ce genre. Ainsi les expériences de MM. Fouqué et Michel Lévy ont montré que l’on pouvait faire cristalliser intégralement les verres ayant la composition de l’oligoclase, du labrador, de l’anorthite, de la népheline, des pyroxènes, etc.
D’autres expériences plus complexes des mêmes auteurs ont permis d’obtenir à l’état cristallisé des mélanges de plusieurs silicates qu’ils avaient préalablement fondus en un verre limpide et parfaitement homogène , nous citerons comme exemple la reproduction du basalte composé de feldspath, de labrador, d’olivine, d’augite et de fer oxydulé, nous citerons aussi la reproduction de certaines néphélinites composées de néphéline, d’augite, de spinelle, de grenats-mélanite et fer oxydulé.
Dans ces derniers cas, la cristallisation du verre formé avec le mélange chimique employé était complète, mais on comprend très bien que dans
