DÈV1TR1F1CATI0N DD VERRE

Le verre à vitres est généralement considéré comme un silicate double de chaux et de soude ou de chaux et de potasse. Les expressions atomiques suivantes représentent les différentes analyses contenues dans le tableau précédent. La quantité de potasse renfermée dans les verres anglais étant peu considérable, cet oxyde a été négligé dans la construction des formules.

Verre à vitres de Venise . 2 KO, 3 N sO, 5 CaO, 22 S jOs

Verre à glaces de Bohême.... KO, CaO, 4Si03

Verre à vitres français, n° 1 . 4 N a O, C a O, 1 1 S i ü3

idem. n° 2. KO, 3 NaO, 2 CaO, i4 Si05

British plate-glass . 2N0O, CaO, gSz'Oj

London tharnes plate-glass.. îNaO, CaO, 8SiOs

London and Manchester plate-glass. 2 NaO, CaO, 9Sj'05

De la dévitrification du verre.

La question de la dévitrification du verre est un phénomène du plus grand intérêt et sur lequel l’attention des verriers ne saurait être trop dirigée, surtout quand on songe, qu’en raison de ses propriétés, le verre dévitrifié peut remplacer la porcelaine dans tous ses usages ; c’est ce qui nous détermine à faire connaître l’opinion et les expériences des chimistes sur ce sujet important.

« Les verres à plusieurs bases, dit M. Dumas dans son Traité de chimie appliquée aux arts , pag. 5 £16, où il a traité cette question avec beaucoup de savoir, peuvent éprouver diverses altérations, quand ils sont fondus et refroidis lentement. La silice se partage entre ces bases, et forme ainsi des composés à proportions définies, qui cristallisent chacun séparément : de telle sorte, que le mélange intime des matières qui constituent le verre, se trouve ainsi jdétruit; le verre devient alors très-dur , fibreux, opaque , beaucoup moins fusible , meilleur conducteur de V électricité et de la chaleur , c'est ce que Réaumur appela du verre dévitrifié , lorsqu’il observa ce phénomène dont la découverte lui est due.

La dévitrification du verre est un phénomène général, qui se présente sur toutes les espèces de verre, mais surtout sur les verres à plusieurs bases terreuses, et plus difficilement sur les verres plombifères ou sur les verres simplement alcalins. On le produit presque toujours en fondant le verre, et l’abandonnant à un refroidissement très-lent, ou bien en chauffant le verre au point de le ramollir, et le soumettant à une chaleur prolongée et à un refroidissement gradué. I/o-

pération réussit mieux sur le verre à bouteilles que sur tous les autres ; puis vient le verre simple à base de soude ; après celui-ci, le cristal, et le verre simple à base de potasse, le dernier.

Cette propriété exerce une si grande influence sur la fabrication du verre, cju’il est difficile de n’en pas faire immédiatement l’application. Elle explique en effet, pourquoi, dans la fabrication des bouteilles, on évite avec tant de soin de réchauffer plusieurs fois la masse de verre qu’on veut façonner ; elle se dévitrifierait véritablement au bout de peu d’instants; le verre deviendrait dur, peu fusible, et présenterait une foule de grains solides, disséminés dans une matière encore molle; delà, le nom de verre galeux -, que lui donnent les ouvriers. On conçoit de même pourquoi le verre vert et même le verre blanc ordinaire, et à plus forte raison le verre à bouteilles, ne peuvent être façonnés à la lampe d’émailleur qu’aulant que l’ouvrier porte une célérité convenable dans son travail ; s’il y met trop de lenteur, qu’il soit obligé de rechauffer à plusieurs reprises le tube de verre qu’il veut souffler, la masse se dévitrifie encore, et tous les phénomènes que nous venons de décrire, se manifestent. En vain, essaie-t-il alors de souffler une boule, toute la force de ses poumons n’y suffit pas, le verre n’est plus assez mou. D’ailleurs la matière devient alors rugueuse, à demi opaque, et presque infusible.

On conçoit par les mêmes principes, combien il importe de choisir avec soin les verres qu’on destine à fournir des masses volumineuses et épaisses, telles que celles qu’on destine à la fabrication des lentilles nécessaires aux grands instruments d’optique. Le refroidissement de semblables masses est nécessairement très-lent, ce qui amène la dévitrification du verre; on ne peut donc guère réussir qu’avec le verre â base de plomb et de potasse, et le verre à base de potasse et de chaux. Aussi, ces deux sortes de verre, qui constituent le flint et le crown, sont-ils employés exclusivement à la fabrication des objectifs pour les lunettes astronomiques.

Examinons maintenant ce phénomène plus en détail.

Pour effectuer la dévitrification du verre, Réaumur choisissait le verre à bouteilles ordinaire ou le verre vert. Il remplissait les vases d’un mélange de plâtre calciné et de sable blanc réduits en poudre fine; il les introduisait dans une caisse en terre, qui elle-même était remplie d’un semblable, mélange, en ayant soin que les vases fussent bien isolés les uns des autres, ainsi que des parois de la caisse; l’espace vide étant occupé par le plâtre et le sable. La caisse ainsi préparée.

bévitrîfication du terre,- 239

munie d’un couvercle et lutée, était portée dans un four à faïence et abandonnée à elle-même pendant toute la durée d’une cuisson; au bout de ce temps, le verre était entièrement dévitrifié.

La cassure de ce verre est soyeuse, et quand on l’examine avec attention, elle suffit pour montrer comment s’est opéré le phénomène. En effet, précisément au milieu de son épaisseur, le verre présente une ligne brune, et c’est sur ce point que se réunissent une infinité de petites aiguilles cristallines partant de la surface extérieure et intérieure du vase. Ces aiguilles, parfaitement parallèles entre elles, sont d’ailleurs perpendiculaires à la surface du verre, ainsi qu’au plan passant par la ligne de jonction, qui suit elle-même toutes les variations de forme que le vase peut offrir; ajoutons, que dans les vases imparfaitement dévitrifiés, les deux surfaces présentent des aiguilles semblables, mais trop courtes pour se rencontrer, et par conséquent séparées par une portion plus ou moins grande de verre ordinaire, qui occupe la partie moyenne de l’épaisseur du vase. Il est donc évident qu’une cause quelconque détermine la cristallisation du verre; que cette cause agit sur les surfaces d’abord, et se propage ensuite vers la partie moyenne, jusqu’à ce que les cristaux partis des deux points opposés viennent à se rencontrer.

M. Dartigues s’est assuré que le cément n’était point indispensable, et que le verre à bouteiiles chauffé seulement au rouge pendant quelques jours, se dévitrifiait entièrement. On verra plus bas, néanmoins, que la potasse se volatilise pendant la dévitrificatiou, ce qui indique l’utilité d’un cément siliceux, qui joue alors le rôle d’un corps absorbant, à la manière de l’acide sulfurique dans l'expérience de Leslie.

Réaumur n’avait pas bien compris la théorie du phénomène de la dévitrification, et plus tard Keir, Pajot-des-Charmes et quelques autres observateurs, en examinant et décrivant les cristallisations qui se trouvent quelquefois dans le verre, ne saisirent pas non plus la liaison intime de ces deux classes de faits. Les recherches de M. Dartigues ainsi que celles de M. Fleuriau de Bellevue, ont mis hors de doute l’identité complète de ces deux phénomènes.

La dévitrification est donc une cristallisation du verre, l’expérience prouve que le verre lentement refroidi cristallise presque toujours, quand le passage de l’état liquide à l’état solide s’est opéré assez doucement pour que les arrangements moléculaires convenables aient pu s’effectuer. Mais il me semble, qu’en appliquant cette idée d’une manière absolue aux verres dévitrifiés ée Réaumur, on tomberait dans

840 TRoisiÊWE partir;

une grave erreur, que l’analyse nous apprend à éviter. H existe, en effet, dans les verres dévitrifiés ou cristallisés deux classes distinctes.

La première classe comprend les verres qui, au moyen d’une chaleur prolongée et quelquefois à l’aide d’un ciment convenable, sont parvenus à un état de combinaison homogène, et ont pris la forme cristalline, en perdant quelquesuns de leurs principes constituants.

La seconde classe comprend les verres qui, au moyen d’une solidification très-lentement opérée, se sont partagés en deux ou plusieurs composés différents, dont les uns ont conservé l’état vitreux, tandis que les autres ont pris une forme cristalline régulière. # ,

Voyons de plus près ce qui se passe dans les deux cas. On sait déjà comment on effectue la dévitrification , d’après Réaumur. Nous allons en examiner d’abord les résultats. L’analyse d’un tube de verre à bouteilles dévitrifié, par M. d’Arcet, à la verrerie de la Garre, à Paris, nous a donné les résultats suivants :

Silice . 52.0 = 2.7 oxyg

Alumine . 12.0 = 5.6 —

Sesquioxyde de fer et > 7.0

de manganèse. . . . 6.6 = 2.0 — J

Chaux . 27.4 = 6.7 — 1 a

Perte ou potasse. . . . 2.0 = 0.2 — 1 7,8

En comparant cette analyse avec celle du verre à bouteilles ordinaire, on voit que s’il reste de la potasse, la quantité s’en trouve au moins réduite au tiers ou à la moitié de la quantité ordinaire. Du reste, cette analyse montre que l’échantillon analysé est formé d’un atome de sesqui-silicate de fer ou d’alumine et d’un atome de bi-silicate de chaux ou de potasse.

Il est peu probable qu’on obtint le même résultat pour tous les verres analogues, quant à ce qui concerne l’état de saturation des silicates, ou leur rapport entre eux; mais, il est certain que la potasse se volatilise presque en entier par la dévitrification opérée à la manière de Réaumur, et que les autres produits s’arrangent, soit pour constituer un seul silicate, soit pour en former plusieurs qui restent mélangés.

M. d’Arcet a trouvé, il est vrai, que le verre à bouteilles se dévitrifiait sans changer de poids. Cela peut arriver en çffet, lorsque l’oxygène, absorbé par le passage de l’oxyde

dévitrièicaTion do vêrre. '241

fie fer à l’état de sesquioxyde, se trouve égal en poids à la potasse volatilisée.

Les changements chimiques qu’on observe dans la dévitrification du verre à bouteilles consistent donc :

1° Dans le passage d’une partie ou de la totalité du protoxyde de fer et de manganèse à l’état de sesquioxyde.

2° Dans la formationd’un ou de plusieurs silicates définis et cristallisés, au moyen des produits restants.

Le second procédé de dévitrification se présente quelquefois seul, mais souvent en même temps que le précédent. M. Bontems a bien voulu me faire connaître les curieux résultats d’une expérience faite en grand , à la verrerie de Choisy-le-Roi , dans laquelle ce procédé est bien distinct du précédent. On a fait un verre avec 100 de sable et 40 de carbonate de soude parfaitement pur et sec. Ce verre refroidi rapidement, était transparent comme à l’ordinaire. On l’a refondu et on l’a soumis à un refroidissement lent, pour que la solidification se fît elle-même avec lenteur. On a obtenu ainsi un verre laiteux, grenu et évidemment dévitrifié par places. Les parties dévitrifiées ont été refondues et refroidies rapidement après la fonte, ce qui a fourni de nouveau un verre ordinaire; celui-ci, par une nouvelle fusion et par un refroidissement prolongé, a donné du verre mieux dévitrifié que la première fois. Enfin, les portions qui offraient la dévitrification la plus parfaite, ayant été fondues encore et brusquement refroidies, ont fourni de nouveau du verre doué de ses caractères ordinaires.

Cette expérience remarquable suffit déjà pour établir que dans la solidification lente de verre, il s’établit un partage des éléments, au moyen duquel un silicate défini se cristallise et se sépare ainsi de la masse restante.

Il existe dans le cabinet de l’école polytechnique, une masse de verre détachée d’un fond de creuset A la surface, se trouve une croûte opaque, blanche, cristallisée en aiguilles et d’une épaisseur régulière de quelques millimètres; tout le reste de la masse est d’une parfaite transparence, mais on observe dans l’intérieur de celle-ci, une foule de prismes blancs et opaques semblables à la croûte extérieure, tantôt isolés, tantôt accolés par groupes de deux, trois, quatre, etc., et formant des étoiles, tantôt plus nombreuxencore et formant alors des sphéroïdes. La dévitrification s’est donc opérée ici, à la surface, par suite de l’évaporation de la potasse et dans la masse même, au moyen du partage qui résultq d’un refroidissement lent.

Fabricant de Verre ,

Voici l’analyse des deux sortes de verre que renferme ce

morceau :

Portion transparente.

Silice. ... 64.7 = Alumine.. . 3.6 =

Chaux.. . . 12.0 = Soude. . . . 19.8 =

Portion cristallisée.