SU

Des essais de pénétration ont été réalisés par Mondain-Monval et Galet [2] à propos du soufre et du sélénium vitreux. Leur dispositif est analogue à l'aiguille de Vicat qu'on utilise pour les ciments, l'observation se fait à l’aide d’un cathétomètre. Cette méthode s'est montrée insuffisamment sensible puisque dans le cas du sélénium, ces auteurs n’ont pu observer la pénétration qu’à partir de 45° alors qu'ils plaçaient le point de transformation vers 30°. J’ai donc préféré utiliser la pénétration d’une fine aiguille sous l’action d’un ressort, le phénomène étant observé à l’aide d’une forte amplification optique (‘). Fournout|[3] avait d’ailleurs déjà utilisé un dispositif analogue pour l'étude de l’étain.

Le dilatomètre Chévenard a pu être transformé facilement en vue de cette

Fig. 10. — Modification du support en silice pour l’étude de la pénétration.

étude. Pour cela, deux des pointes du trépied optique sont maintenues fixes, la troisième subit des déplacements correspondant à la pénétration de l’aiguille. Le support en silice de l’éprouvette est modifié de façon à présenter une gorge dans laquelle on introduit une fine aiguille d’acier. La force du ressort de rappel suffit à maintenir en équilibre une petite plaquette de verre étudié entre l'aiguille et le poussoir en silice. En opérant à température constante, la dilatation est éliminée et on observe la pénétration de l’aiguille à l’aide de l'amplification optique du dilatomètre. Le rapport d'amplification de l'appareil est 300, les expériences ont duré parfois plusieurs heures pour un déplacement du spot de quelques millimètres, il est donc possible ainsi d'observer des pénétrations de l’ordre du millième de millimètre à l’heure.

Les expériences ont porté sur le sélénium vitreux, l’anhydride borique, et sur des verres organiques industriels (parilithe, pollopas, xylonite). Ces verres ont été choisis pour des raisons d’appareillage, parce que le phénomène se produit à une température peu élevée. Je craignais que les aiguilles d’acier ne conservassent pas leurs propriétés aux températures où commencent à se ramollir les verres industriels.

(:) Les résultats qui suivent ont été publiés dans les Comptes rendus en février 1934

cool

Les températures ont été évaluées à l’aide d’un couple thermoélectrique chromel-alumel dont la soudure chaude était placée à côté de la plaquette étudiée. La précision de la mesure de la température était de l’ordre de 1 degré pour les différents verres sauf pour l’anhydride borique où elle était de l’ordre de2'a0

La pénétration de l'aiguille commence à une « température de ramollis- : sement » qui peut être déterminée avec la précision qui correspond à la mesure * des températures. Il faut remarquer toutefois que pour les verres organiques industriels, cette température n’a une valeur que pour l'échantillon étudié. La «parilithe » et le « pollopas » sont des produits de polymérisation d’un mélange de formol et de phénol pour l’un, d’urée pour l’autre; la xylonite s’obtient par dissolution de nitrocellulose. Les propriétés varient d’un échantillon à l’autre et pour un même échantillon avec le temps.

La température de ramollissement est inférieure dans tous les cas de quelques degrés à celle où le coefficient de dilatation augmente brusquement; ce faible écart dépend vraisemblablement des méthodes de mesure. Il faut remarquer en eflet que la température où le coefficient de dilatation augmente brusquement est déterminée généralement par une méthode dynamique qui introduit un retard. De plus, dans cette mesure, la température est indiquée par un couple thermoélectrique dont la soudure chaude est toujours en avance sur l'échantillon étudié, en raison de sa faible capacité calorifique.

Température Tempéralure de de Nature des verres. transformation. ramollissement. Sel a sue more NU 30 26 Anhydnaebongquen tn ere. 220 209 POUCDAS SA RM EN ie Re Re fo 36 AVIONEE LEE ae 61 97

On a porté sur le tableau ci-contre les valeurs de pénétration en millimètres par heure mesurés après amplification optique. L'indice de plasticité ainsi obtenu est une propriété physique en relation avec la viscosité. La vitesse de pénétration doit diminuer au fur et à mesure de l’enfoncement à température constante par suite du frottement latéral et de la forme cônique de l'aiguille. Pour éviter, autant que possible, cet inconvénient, les mesures ont été réalisées toujours avec des enfoncements très faibles, inférieurs généralement à o"",01 et toujours à o0"",1. On a porté également sur le tableau à côté des indices de

no De

plasticité les valeurs des logarithmes décimaux de ces indices. Les graphiques ci-Joints (fig. 11 à 15) représentent les variations de l’indice de plasticité en

50 Sélenium 10L Anhydride Borique

Tem

Fig. 11. Fig. 12.

mn Xylonite Pollopas

EN à Temp.

CONS GUESS NDS 30 40 50 60 70 80 90

Fig. 13. Fig. 14.

fonction de la température. Les points se placent approximativement sur des courbes à allure exponentielle. Les écarts que présentent certains points expérimentaux par rapport au tracé adopté ne sont pas étonnants, étant donnée la précision obtenue sur la mesure de la température.

Certains des diagrammes semblent indiquer une discontinuité au point de ramollissement. Le phénomène est certainement très peu marqué. Il est vraisemblablement dû à une imprécision dans la mesure des températures. Il est possible également que les frottements inévitables de l'appareil prennent une importance particulièrement grande lorsque l'indice de plasticité est extrèmement faible.

Sur d’autres graphiques ( /ig. 16 à 20) on a porté en fonction de la température les valeurs des logarithmes décimaux des indices de plasticité. Les points obtenus se placent sur des droites de façon satisfaisante étant donnée la précision des mesures. L'indice de plasticité peut donc s'exprimer en fonction de la tem-

so pérature par une équation de la forme logI — M + NT,

où M et N sont des constantes.

Cet indice est vraisemblablement, moyennant la réserve que nous avons

Parilithe

x" Température ART NTUET

Fig. 15.

faite plus haut, inversement proportionnel au coefficient de viscosité. Ce coefficient varierait alors au voisinage du point de transformation suivant une loi

log.I

[ Sélénium

exponentielle. Ce dernier résultat est bien en accord avec la loi généralement admise pour les verres industriels pour des températures un peu plus élevées.

EAN re

log.

Anhydride Borique

O2 0 Temperature 200 210 220 230 240 250 Fig. 17, log.I 1L8L 1,6 14 Xylonite

Température 65 70 Fig. 18.

log.] Lol08; [

7 Parilithe

Temperature

90 32 4 36 38 Fig. 19.

THÈSE RENCKER

Le coefticient de viscosité double pour une diminution de température de 8°.

Ces résultats sont relatifs à l’anhydride borique, au sélénium, à la xylonite et à la parilithe. Le pollopas ne se comporte pas de la même manière( /ig. 20). Le

log.[

Pallopas

Température

ramollissement est d’abord très lent, l'indice de plasticité conservant longtemps une valeur très faible. La courbe obtenue ne présente pas le même aspect de continuité que dans les autres cas. La courbe logarithmique est loin d’être une droite. On peut expliquer cette différence par une décomposition du produit. Le verre initialement transparent devient en effet jaune et opaque pendant l’échauffement.

Il est à remarquer que la vitesse de ramollissement est très variable suivant les verres, les diagrammes ont dû être tracés d’ailleurs avec des échelles différentes. L'indice de plasticité passe de o à 6o dans un intervalle de 8° pour le sélénium, et de 6° pour la parilithe. Au contraire, il n’atteint la valeur 12 que 13° au-dessus du point de ramollissement dans le cas de laxylonite et 40°

dans celui de l’anhydride borique (*).

() Alors que mon manuscrit était déjà déposé au Secrétariat de la Faculté, est paru un mémoire de Mondain-Monval (Annales de Chimie, janvier 1935) qui confirme les résultats sur le ramollissement indiqués dans ce chapitre. Toutefois la méthode utilisée par cet auteur est moins fine que la mienne car il ne peut observer la pénétration que quelques degrés au-dessus du point de transformation. Il faut remarquer en outre que mes résultats avaient été auparavant publiés par ailleurs.

1. Le Cuareuier, Comptes rendus, 179, 1924, p. 521 et 718; Annales de Physique, 1926,

pt

Index bibliographique.

2. Monvain-Monvar et Gauer, Comptes rendus, 190, 1930, p. 120. 3. Fournour, Diplôme d'études supérieures, Paris, 1930.

Température.

Sélénium.

Qt