TRANSFORMATIONS RÉCIPROQUES DES FORMES CRISTALLISÉES
Les trois variétés cristallines : quartz, tridymite, cristobalite, sont susceptibles de se transformer réciproquement l’une dans l’autre. De même que pour les formes a et P, les modifications sont réversibles ; mais elles sont ici très lentes, de sorte que l’étude des conditions de
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Juin 1920.
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transformation est beaucoup plus difficile et que bien des points importants ne paraissent pas encore tout à fait éclaircis.
On a depuis longs QUARTZ T « TRIDYMITE temps observé que
le quartzdes briques siliceuses, dans les fours à acier ou à porcelaine, passait progressivement à l’état de tridymite. Cette transformation a été ensuite reproduite dans le laboratoire ; mais on a cru d’abord que la modification- ne se produisait qu’en présence de minéralisateurs, comme le tungstate de soude, les chlorures de potassium et de lithium ou même la chaux et l’alumine. Il est possible que ces agents catalysent la transformation ; cependant ils ne sont pas indispensables. Ferguson et Merwin ont récemment montré que l’action de la chaleur seule suffisait à convertir le quartz en tridymite.
Les auteurs sont d’accord pour fixer à 870° la température minimum nécessaire à la production de tridymite. La vitesse de transformation augmente avec la température; à 1300°, le quartz se convertit beaucoup plus rapidement qu’à 870°.
Certains expérimentateurs, parmi lesquels Fenner, prétendent en outre qu’à partir de 1470 zb 10°, il ne se forme plus de la tridymite, mais bien de la cristobalite. La région de stabilité de la tridymite serait donc comprise entre 870° et 1470°.
Le passage inverse de la tridymite au quartz a été observé dans la nature et au laboratoire. Lin exemple typique est fourni par la pseudotridymite, étudiée par Mallard. On rencontre ce minéral sous forme de cristaux hexagonaux de grandes dimensions, avec les macles caractéristiques de la tridymite : ce sont en réalité des cristaux de quartz, dont ils présentent toutes les propriétés et qui proviennent de la transformation de cristaux originels de tridymite, nés à température élevée.
On est arrivé de même au quartz, par chauffage prolongé de la tridymite, avec ou sans minéralisateur, au-dessous de 870".
K n chauffant
QUARTZ b CRISTOBALITE du quartz aux
environs de
1500°, en présence de fondants, Day et ses collaborateurs avaient déjà obtenu une modifica-,
tion cristalline, dont certains caractères ne concordaient pas avec ceux de la tridymite. Lacroix reconnut que le produit en question était de la cristobalite.
K. Endell avait observé de son côté des briques quartzeuses qui accusaient une transformation complète en cristobalite et il en concluait qu’à une température supérieure à 1500", le quartz se convertit en cristobalite, même en présence d’oxyde de fer, d’alumine et de chaux, qui, d après les idées reçues, devaient favoriser la formation de tridymite.
Endell et Rieke ont étudié le passage du quartz a la cristobalite, sous l'influence de la chaleur seule, en l’absence de minéralisateurs. D’après eux, il est impossible de fixer d’une façon précise la température critique, par suite de la lenteur de la modification au voisinage de cette température. La transformation commence' certainement à 1.000° et peut-être au-dessous de 1.000°: plus on dépasse ce point, plus la formation de cristobalite est rapide.
La vitesse de transformation dépend aussi de la variété dé quartz et de la grosseur des cristaux.
La modification d’un cristal homogène de quartz est extrêmement lente ; elle est à peine sensible après dix chauffes successives dans le four à porcelaine (maximum 1.450°); le même cristal réduit en poudre est progressivement transformé. Les cristaux maclés sont complètement convertis au bout de neuf chauffes, s’ils sont entiers, et de cinq à six chauffes, s’ils sont pulvérisés. Enfin les cristaux fibreux, tels que la calcédoine,' sont intégralement modifiés après une seule chauffe.
Fenner -conclut, en 1919, d’une série le recherches, qu’au-dessus de 1470°, le quartz se convertit en cristobalite. On pourrait alors se demander si Endell cl Rieke ont bien obtenu de la cristobalite, et non pas de la tridymite, dans leurs expériences entre 1.000 et 1.400°. Enfin, dans une étude récente, Insley et Klein prétendent que le premier produit de transformation du quartz est toujours la cristobalite, celle-ci se convertissant ensuite en tridymite si la température est maintenue au-dessous de 1.470°.
La réversion de la cristobalite en quartz paraît avoir été réalisée par Fenner, par chauffage prolongé de la cristobalite au-dessous île 870°.
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Les relations
TRIDYMITE CRISTOBAL1TE entre la tridy-
mite et la cris-
tobalite ne sont pas encore complètement élucidées; les vitesses de transformations sont d ailleurs plus faibles que dans les cas précédents.
D’après Fenner, la tridymite chauffée au-dessus de 1.470° se convertit en cristobalite. La transformation est très paresseuse, même en présence de tungstate de soude ; aux environs de 1 .600°, elle serait cependant achevée au bout de quelques heures. En 1919, Fermer confirmait ses résultats ; il s’appuyait notamment sur un travail récent de Ferguson et Merwin qui ont constaté, en 1918, que le point de fusion de la tridymite est inférieur à celui de la cristobalite, de sorte que cette dernière serait la forme stable à haute température.
H. Le Chatelier avait au cpntraire émis l’opinion, basée sur l’ensemble des faits d’observation, que la forme la plus stable était la tridymite et qu’à toute température, la cristobalite était métastable par rapport à la tridymite. Il a formulé certaines réserves sur l’interprétation des résultats de Fenner et n’a pu constater la transformation de la tridymite en cristobalite par un chauffage de 2 heures à 1.700°.
La réversion de la cristobalite en tridymite devrait théoriquement avoir lieu au dessous de 1.470°; Foxwell fait remarquer que la transformation est si lente qu’elle ne se produit pas dans les conditions ordinaires de refroidissement et que la tendance à la réversion devient de plus en plus faible, à mesure que la température s’abaisse. Fenner annonce cependant, en 1919, avoir converti sans équivoque, entre 1 .470" et 870", la cristobalite en tridymite.
