DIAMANT
Cadmium
Adhérence
forte.
Adhérence
forte.
Adhérence
Adhérence faible.
Adhérence nulle.
Adhérence
forte.
Adhéronce
forte.
Adhérence
Adhérence faible.
Adhérence nulle.
Adhérence
forte.
Adhérence
forte.
Adhérence
Adhérence faible.
Adhérence nulle.
Adhérence forte.
Adhérence fnrto.
Adhérence
Adhérence faible.
Adhérence nulle.
Adhérence
nulle. Adhérence
nulle.
Adhérence
nulle.
Adhérence
nulle.
Adhérence
nulle.
Argent et autres métaux.
118 HENRIVAUX. — LE VERRE.
Nous venons de dire que le magnésium possède à un degré extraordinaire la propriété d'adhérer au verre, que le zinc possède également cette propriélé quoique à un degré beaucoup moindre. Certains alliages se comportent de la même façon. Ainsi l'alliage de 2 à 5 pour 100 de zinc et d'étain est des plus remarquables, il adhère admirablement au verre avec une ténacité extrême, il est relativement très blanc, fond à une température de 200 degrés environ, aussi peut-on l'employer facilement pour le soudage du verre à un métal quelconque, du verre au verre, et pour rétamage. Il s'étale très bien au moyen d'un tampon de papier à filtrer ou de coton très propre ; un alliage qui réussit également fort bien a pour composition 4 à 5 pour 100 de cuivre et 95 à 96 d'aluminium.
Il est curieux de constater que tous les alliages adhérents au verre ont la propriété d'étamer l'aluminium et de permettre de le souder. Il y a là, entre ces propriétés d'adhérence des alliages au verre par friction et à l'aluminium par fusion, un fait encore non complètement expliqué. Le plomb, par exemple, qui ne s'attache absolument pas à l'aluminium, acquiert cette adhérence si Ton y ajoute 5 à 9 pour 100 de magnésium. M. Margot, poursuivant ses recherches sur ce sujet, dans les Archivez des sciences physiques et naturelles* a obtenu de nouveaux résultats — intéressants au plus haut degré — qu'il a publiés et que nous reproduisons ici.
L'aluminium, le magnésium, fe cadmium et le zinc ayant la propriété de laisser sur le verre et autres substances dures et polies des traces métalliques par frottement, il y avait intérêt à vérifier si, pour le verre en particulier, l'adhérence avait encore lieu aux températures de fusion de ces métaux et si, d'autre part, elle se transmettait à leurs alliages.
L'expérience montre que c'est bien ainsi que les choses se passent avec la plupart de ces métaux :
1° L'aluminium adhère énergiquement au verre chauffé dès que la température est suffisante pour fondre le métal. Il est même possible de métalliser une pièce de verre en la recouvrant d'une couche adhérente d'aluminium que l'on étend avec une petite spatule de fer comme on opérerait en se servant d'une sorte de cire fondant à une température élevée.
2° La même expérience faite avec le magnésium présente des difficultés particulières tenant à la rapide oxydation et à l'inflammabilité de ce métal; en outre, il se produit avec le verre une action chimique qui provoque bien une sorte d'adhérence du métal, mais par l'interposition de la combinaison effectuée entre les deux corps : le magnésium fondu ne peut donc adhérer directement au verre. Il présente néanmoins la particularité curieuse de s'attacher au verre par simple frottement à une température élevée, mais cependant bien au-dessous de son point de fusion.
3° Des difficultés analogues se retrouvent à un degré moindre avec le cadmium, métal très oxydable lorsqu'il est fortement chauffé, on peut réussir cependant, en prenant des précautions, à métalliser du verre avec le cadmium, l'essai de cette sorte d'étamage réussit bien s'il est effectué à l'intérieur d'un tube de verre, car l'on évite ainsi de chauffer trop directement
le métal sur la flamme du gaz. Après refroidissement, Ton constate que l'adhérence est des plus prononcée.
4° Le zinc présente une propriété d'adhérence au verre tout à fait semblable à celle de l'aluminium; comme il fond à une température moins élevée, il est relativement facile d'étendre sur une plaque de verre chauffée une légère couche de zinc homogène, bien que l'oxydation se manifeste sensiblement.
La difficulté que Ton rencontre dans l'emploi de ces métaux pour la métallisation du verre réside non seulement dans la grande oxydabilité de plusieurs d'entre eux, mais surtout dans leur point de fusion élevé, qui nécessite un chauffage du verre à température voisine du rouge sombre; c'est particulièrement le cas pour l'aluminium et pour le zinc, les seuls métaux qui pourraient être utilisés. Cette difficulté peut être heureusement tournée par l'emploi d'alliages qui possèdent, au même titre que les métaux purs, la facilité d'adhérer au verre.
Les métaux s'attachant au verre par frottement conservent donc cette propriété d'adhérence à l'état de fusion, mais trois seulement d'entre eux : le magnésium, l'aluminium et le zinc la transmettent d'une façon très énergique aux alliages de plomb et d'étain, mais surtout à l'étain pur. Remarquons que le plomb et l'étain employés seuls ou alliés l'un à l'autre n'adhèrent aucunement au verre par fusion.
Ainsi le magnésium allié à ces métaux dans une proportion variant de 2 à 5 pour 100 forme des alliages qui possèdent à un degré élevé la faculté d'adhérer au verre. Le simple alliage des plombiers devient, par la présence de quelques millièmes de magnésium, un véritable mastic métallique pouvant s'étendre à chaud sur le verre de la même manière que la cire à cacheter. Malheureusement les alliages de magnésium sont peu stables, ils subissent Finfluence de l'humidité de l'air et se ternissent assez rapidement; leur emploi ne peut être qu'assez restreint, ils sont décomposés avec effervescence par l'eau bouillante, comme le serait du zinc dans de l'eau acidulée.
L'aluminium forme de même avec l'étain des alliages à propriétés adhésives, possédant un bel éclat et inaltérables; leur inconvénient est de fondre à une température un peu élevée, de 390 degrés pour l'alliage d'étain à 10 pour 100 d'aluminium; l'emploi en devient un peu délicat : il y aura cependant des avantages à les utiliser dans des cas spéciaux.
Les alliages de zinc et étain possèdent les mêmes propriétés énergiques d'adhérence au verre que les précédents; leur fusibilité faible (les alliages ne dépassant pas 8 pour 100 de zinc fondent à 200 degrés) en permet l'application commode à l'étamage ou à la soudure d'objets en verre; aussi peuvent-ils servir en guise de cire à cacheter pour des dispositifs employés dans 1rs laboratoires, tels que la jonction de tuyaux de verre, etc. La proportion de zinc peut varier de 2 à 5 pour 100; il est prudent de ne pas aller au delà de ce chiffre, si l'on veut une soudure homogène et exempte de phénomènrs de liquation trop prononcée.
■ Le mode d'emploi de ces diverses compositions métalliques consiste à chauffer un peu fortement le bâtonnet de soudure et, au moyen d'un tampon fait de papier à filtrer ou de chiffon très propre, étendre au besoin, en IVot-
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tant légèrement, l'alliage sur les parties que Ton désire métalliser. Ce sera le cas pour rétamage d'une plaque de verre qui offrira, si l'opération a été bien conduite, une surface absolument réfléchissante et semblable à celle d'une glace ordinaire couverte de tain. Le dépôt métallique offre une adhérence telle qu'il faut recourir à un outil tranchant pour pouvoir l'enlever; pour réussir la soudure ou rétamage du verre par ce procédé, on doit éviter de chauffer au delà du point de fusion du métal, une trop forte oxydation pouvant empêcher l'adhérence de se produire dans de bonnes conditions. On peut aussi se servir du fer à souder ordinaire, mieux d'un fer à souder en aluminium, lequel retient bien la soudure et ne s'oxyde pas. On opérera de la môme manière que pour rejoindre deux pièces métalliques ensemble; mais, contrairement aux méthodes de soudure des métaux usuels, il ne faut employer aucun fondant pour faciliter la prise de métal; un nettoyage soigné du verre est seulement indispensable, des traces de matières grasses étant préjudiciables à l'adhérence.
Dans les soudures de verre faites avec ces divers alliages ou avec les métaux purs, de même que dans les phénomènes d'adhérence métallique par frottement, on constate une adhérence très énergique du métal au verre, mais non une soudure dans le sens strict du mot : car il n'y a pas incorporation du métal à la substance du verre, pas de combinaison entre les deux corps, comme c'est le cas avec la soudure des métaux, où il se forme un alliage superficiel; ainsi dans le fer étamé., entre le fer et l'étain qui le recouvre. Le terme soudure est usité par analogie de phénomènes différant dans leur nature, bien que le résultat pratique obtenu soit le même dans les deux cas. Les essais laits pour reconnaître si d'autres métaux alliés à l'étain ont la propriété d'adhérer au verre par fusion ont été négatifs; ainsi le cuivre, l'argent, le fer et le nickel ajoutés à l'étain dans de faibles proportions forment des alliages relativement fusibles, mais n'ayant aucune propriété d'adhérence, et ne pouvant être utilisés pour la soudure du verre.
Un fait intéressant à noter, c'est que dans les alliages adhérant si parfaitement au verre, "quelques-uns offrent des propriétés d'adhérence semblables par rapport à l'aluminium et peuvent être utilisés pour la soudure ou l'étamage de ce métal. Ce sont, comme d'ailleurs pour le verre, les alliages à faible teneur dezinc combinés à l'étain qui s'emploient le plus facilement à cause de leur fusibilité peu élevée. La teneur en zinc ne doit pas dépasser 7 ou 8 pour 100; dans ces conditions, cette soudure nous a paru bonne et assez résistante pour que des pièces d'aluminium façonnées* avec elle et soumises à des essais de rupture aient parfaitement résisté à l'épreuve. La manière de se servir de cette soudure consiste à étamer préalablement les parties métalliques que l'on veut rejoindre, en opérant comme pour le verre, c'est-à-dire étendre l'alliage au moyen du tampon de papier à filtrer et terminer la liaison des pièces avec le fer à souder, de préférence encore celui en aluminium et de même n'avoir recours à aucun fondant pour faciliter la soudure. Les alliages contenant du magnésium doivent être naturellement rejetés, pour les motifs qui les rendent impropres à la soudure du verre, bien qu'ils paraissent adhérer d'abord à l'aluminium d'une façon parfaite, on constate leur altération au bout de peu de temps.
La faculté d'adhérer au verre transmise aux alliages par les métaux possédant la propriété d'adhérer par frottement peut servir peut-être d'indicalion sur l'origine probable de ces curieux phénomènes d'adhérence métallique. Dans le cas de l'aluminium ou du magnésium, on peut difficilement admettre qu'il se produise une action chimique entre un de ces métaux et une partie constituante du verre, la silice par exemple : aucune trace de combinaison ne se constatant à froid, mais seulement à la température du rouge avec le magnésium. D'autre part, l'adhérence a également lieu sur des corps durs et polis, tels que la pyrite de fer, l'acier trempé, la généralité des pierres précieuses, etc., la condition essentielle pour que cet effet se produise franchement semblant tenir plutôt au poli et à la dureté de la surface frottée qu'à la nature de cette surface.
Le frottement de l'aluminium sur le verre laisse généralement une sorte de striage plus ou moins prononcé après un lavage à la potasse caustique, qui enlève toute trace du métal, striage auquel on pourrait attribuer exclusivement l'origine de l'attache du métal. L'étude attentive des circonstances dans lesquelles l'adhérence se manifeste ne justifie pas tout à fait celte supposition contre laquelle surgissent des objections sérieuses.
L'examen microscopique de l'empreinte gravée sur certains verres fait connaître de fines stries irrégulières, telles qu'un corps dur et à angles vifs peut en produire; aussi la première impression est que ces rayures sont occasionnées par des parcelles de verre arrachées et pulvérisées par le frottement énergique de la meule ou du crayon d'aluminium, lesquelles s'incrustent dans le métal et donnent lieu au striage consécutif.
Une autre cause peut agir concurremment et produire le même résultat ; elle serait due aux traces de silicium et même de carbures que renferme l'aluminium du commerce, dans une proportion variant de 1/2 à 2 pour 100. Une autre opinion, qui semble donner une interprétation plausible de l'adhérence de l'aluminium au verre, a été formulée par M. C.-E. Guillaume, dans une lettre publiée récemment.
> M. Vogt, directeur technique de la manufacture nationale de Sèvres, avec lequel j'ai eu l'occasion, écrit M. Guillaume, d'essayer le procédé de M. Margot, émit l'opinion que la gravure était due à la présence de l'alumine; celle-ci raye le verre et s'y incruste, retenant ensuite une petite quantité d'aluminium; les conditions de réussite de l'expérience indiquées par M. Margot sont précisément celles que favorisent la formation de l'alumine. »
M. Guillaume a poursuivi l'expérience en mettant le métal à l'abri do l'oxydation à l'aide d'une mince couche de copahu étendu sur le verre. Dans ces conditions il a constaté que la gravure est devenue impossible, ce qui donne, dit-il, un appui de plus à la thèse de M. Vogt.
Le striage du verre, dans le cas de l'aluminium, dû aux origines diverses énumérées ci-dessus, peut, dans une certaine mesure, faciliter l'adhérence du métal, car on observe avec tous les métaux frottés sur du verre finement dépoli un arrachement de parcelles métalliques que retiennent les aspérités du verre; mais ici l'adhérence est loin d'être comparable à celle qui se manifeste avec l'aluminium frotté sur une surface tout à fait lisse. Si l'adhé-
HENRIVAUX. — LE VERRE.
rence de l'aluminium au verre est due à la présence de l'alumine, il faut aussi admettre que la magnésie joue le môme rôle à l'égard du magnésium, mais avec ce métal une objection se présente. Il possède à un degré extrême la faculté de gripper au verre et d'y laisser un dépôt métallique prononcé et très adhérent, mais il ne montre après le départ du métal aucune trace visible du striage auquel devait être due l'adhérence ; en cela ce métal diffère notablement de l'aluminium. L'adhérence de ces deux métaux n'est pas exclusivement provoquée par les rugosités visibles de la surface du verre, puisqu'on ne voit le striage se produire fortement que sur le verre gravé au moyen de l'aluminium, et encore à des degrés très variés. Ainsi certains verres de couleur, d'une dureté médiocre, le présentent d'une façon si prononcée qu'on pourrait supposer que le dessin a été exécuté avec une meule de lapidaire, tandis que sur le verre à vitre ordinaire, les traces de la gravure sont moins sensibles et sur les corps durs, tels que la porcelaine et l'acier trempé, il est difficile, sinon impossible, de retrouver les traces de striage. D'autre part, lorsque se produit l'adhérence par fusion des métaux adhérant au verre par frottement, le striage préparatoire est éliminé et ne peut venir en aide à l'attache du métal. L'origine de l'adhérence au verre de l'aluminium et du magnésium doit être cherchée dans une modification de la surface du verre, modification due à la présence des oxydes de ces métaux, l'alumine et la magnésie. Nous ignorons en quoi consiste cette modification qu'apporte la présence de ces oxydes; pour l'aluminium, la théorie de M. Vogt semble ôtre en partie exacte, c'est-à-dire que l'adhérence a bien son origine dans la formation de l'oxyde; pour les autres métaux adhérant au verre, le magnésium, le zinc et le cadmium, la supposition d'incrustation de leurs oxydes dans le verre devient plus problématique bien qu'il soit probable qu'ils jouent un rôle plus ou moins important dans ces phénomènes d'adhérence.
Les expériences que nous avons entreprises pour vérifier l'exactitude de la théorie d'adhérence relativement à l'aluminium et au magnésium telle que M. Vogt la donne, semblent concluantes. Nous avons d'abord fait des essais en recouvrant la plaque de verre en expérience de solutions ou de liquides divers. La liste ci-jointe indique les cas d'adhérence et de non adhérence du crayon d'aluminium ou de magnésium :
