oxyg

Il est évident que la potasse s’est emparée en quantité considérable du verre au moment de la cristallisation. Il ne l’est pas moins, que tandis qu’on ne trouve aucune relation simple entre les éléments du verre transparent, on observe, au contraire, dans le verre cristallisé, une composition nette et bien définie ; car, l’oxygène de l’alumine est à pen près le tiers de celui de la potasse et de la chaux, et l’oxygène de ces trois base3se trouve assez exactement le quart de celui de la silice. C’est donc un composé d’un atome de quadrisilicate d’alumine et de trois atomes de quadri-silicate de soude ou de chaux. Ce qui revient, du reste, à la composition du verre à vitres ordinaire.

Il paraît donc probable d’après cela, qu’au moment où le verre est soumis à une lente solidification, il s’en sépare le composé défini le moins fusible auquel ses éléments puissent donner naissance, celui-ci prenant alors l’état cristallin

Si les analyses précédentes n’avaient résolu la question, celle-ci suffirait pour démontrer que tous les verres sont des silicates à proportions définies, ou du moins des mélanges de divers silicates définis dissous l’un par l’autre.

On est autorisé à conclure de là, qu’en prolongeant suffisamment le temps de la solidification d’une masse vitreuse, il pourrait s’en séparer successivement des composés de plus en plus fusibles, la base alcaline se contracte de plus en plus dans les résidus successifs. On concevrait par là ce qui se passe dans la solidification des laves, qui ont tant d’analogie avec les produits qui nous occupent , et l’on se rendrait compte de la formation de cristaux de nature si variée qu’elles présentent dans leur masse.

En résumé, la dévitrification est une cristallisation du verre due à la formation de composés définis infusibles à la température actuelle au moment de la dévitrification ; tantôt cette infusibilité s’obtient par la volatilisation de la base alcaline ; tantôt, par un simple partage, celle-ci passant alors dans la portion du verre qui conserve l’état vitreux. Tous les verres peuvent donc se dévitrifier, car tous les verres sont

DÉVITR1FICATI0N DU VEP.RE. 243

capables de passer à l’état de silicates définis, et par conséquent de silicates cristailisables. Les verres qui contiennent à la fois des oxydes indifférents et des oxydes basiques, se dévitrifieront mieux que les autres, par la tendance qu’ont à s’unir en proportions définies, les silicates indifférents et les silicates basiques. Enfin, les verres dévitrifiés jouiront de propriétés très-variables, car leur composition elle-même différera complètement selon là nature des verres et les circonstances de la dévitrification. Ainsi, tantôt le verre dévitrifié sera boursoufilé ou cristallisé en aiguilles d’un volume considérable ; c’est ce qui arrive avec le verre à vitres. Tantôt il sera cristallisé en aiguilles très-fines ou même simplement transformé en une masse opaline et sans apparence de cristaux. C’est le cas du verre à bouteilles.

M. Kersten a aussi analysé des verres à vitres dévitrifiés, fabriqués dans les environs de Dresde, il leur a trouvé la composition suivante :

Portion transparente. Portion cristallisée.

Oxygène,

Oxygène:

Silice .

Alumine .

Chaux .

Protoxyde de fer. . . .

Protoxyde de manganèse.

Magnésie .

Potasse .

Soude .

Dans ces verres on voit donc que l’oxygène de la silice est à celui de l’alumine et des autres bases dans les rapports: Pour la portion cristallisée =30.54 : 1.54 : 9.54=21 : 1 : 6 Pour la portion transparente =31. 40 : 2.84 : 8.22= 12 : 1 : 3 rapports qui conduisent aux formules :

Portion cristallisée = 3Si03,M203+ 9 (SiO-MO) Portion transparente = 3SiOs, M203+18 (Si 03M O ).

Les analyses de M. Dumas sur la masse de l’école polytechnique, conduisent à des résultats analogues; ona^les rapports de l’oxygène de la silice à celui des bases :

Pour la portion cristallisée = 36. 1 4 : 2.28 : 7.1 1 = 1 8 : 1 : 3 Pour la portion transparente = 33.64 : 1.63 : 8.49 = 15 : 1 : 5

d’où l’on déduit les formules :

Pour la portion cristallisée =6Si03,M203+ 9(Si03,M0) Pour la portion transparente=3S i 05,M203 f 15 (Si03,M O]

Formules qui indiquent suffisamment que ces deux portions sont des composés chimiques à proportions différentes.

Un autre chimiste, M. D. E. Splitgerber qui s’est beaucoup occupé de dévitrification, a publié, sur ce sujet, une note qui a été insérée dans le tome III du Technologiste , pag. 569, et dont voici un extrait :

« J’ai eu l’occasion, dit ce chimiste, de faire plusieurs expériences et quelques essais sur ce sujet qui semblent confirmer une opinion de M. Fournet, qui a distingué une dévitrification non cristalline et une autre cristalline, qui toutes deux sont le résultat de l’élimination de nouveaux composés différents dont la formation dépend du degré variable de la température et de sa durée.

» Le verre qui renferme beaucoup d’alumine et de chaux, tel par exemple que le verre vert ordinaire, est le plus disposé à la dévitrification et à prendre facilement une structure cristalline ou rayonnée. Je me suis toutefois servi ordinairement de verre plus pur, que j’ai introduit dans du sable dans un creuset et soumis à un feu soutenu. Néanmoins je n’ai pas pu obtenir ainsi de résultats bien nets, et j’ai remarqué seulement qu’autour du verre de soude adhérait une croûte de sable bien plus épaisse que sur le verre de potasse qu’on traitait avec lui, à cause de la plus grande fluidité du premier au même degré de température. J’ai mieux réussi en exposant un morceau de verre dans un vase en terre, souvent plusieurs fois de suite, pendant huit heures consécutives à une température qui s’élevait à peine au rouge blanc, et en le laissant chaque fois refroidir dans le four. Le verre dont je me suis servi était du verre à miroir, dont la composition, d’après l’analyse, était :

Silice . 61.30

Potasse . 24.52

Chaux . 11.63

Oxyde de plomb . 1.20

sj. Alumine . 1.55

nLiors du premier feu, on ne remarqua aucun changement, le verre prit seulement la forme du vase qui le contenait et qu’on avait frotté de craie, laquelle, en dégageant son acide carbonique, y avait produit quelques bulles, ce qui démontre que celles-ci ne sont chassées que lorsque le verre est déjà dans un grand état de fluidité. Au second feu, on remarqua déjà une légère dévitrification sur tout le pourtour du morceau de verre, dévitrificalion qui a augmenté à

DEVITRIFICATION DU VERRE. 245

chaque renouvellement de l’application de la chaleur, et a donné enfin une masse complètement opaque. Toutefois on n’y remarque pas encore de structure cristalline (l’appareil même de polarisation n’en présente pas d’indice), mais une opacité qui augmente de l’extérieur à l’intérieur, jusqu’à ce qu’enfin le verre soit transformé en une masse semblable à de la porcelaine, dans laquelle on observe distinctement, à partir du dehors, un accroissement de dévitrification par couches, qui va en diminuant quand on avance à l’intérieur, de même que la cassure unie à la surface est finement esquilleuse à l’intérieur, c’est-à-dire que la cassure conchoïde du verre a disparu avec sa transparence, de même que son état vitreux s’est transformé en un éclat terne et semblable à celui de la cire.

» Dans ces expériences, ainsi que dans toutes celles relatives à la dévitrification, il n’est guère possible d’éviter, quelque faible qu’il soit, un changement dans la composition chimique, dû à la volatilisation d’une petite quantité de l’alcali contenu dans le verre.

» C’est ainsi qu’un morceau de verre déposé dans un creuset taré de platine du poids de 1,236 gram., après trois feux à une forte chaleur rouge de huit heures chacun, a perdu 0gr.005, et par conséquent seulement 0,û04pour 100 pour éprouver le changement indiqué ci-dessus. La croûte, dévitrifiée complètement, était mince, mais la masse était opaque danstouteson étendue et la cassure conchoïde avait disparu. Dans cette dévitrification non cristalline, il s’est trouvé que le poids spécifique du verre de potasse translucide qui était 2,571, a diminué, et, d’après une moyenne de douze pesées, est descendu à 2,562. La transformation de la composition première du verre en une autre combinaison non translucide est, sans aucun doute, la cause de ce remarquable changement physique, et quoiqu’il soit possible que cette réduction soit accompagnée de la légère perte d’alcali, ci-dessus indiquée, puisqu’elle marche du dehors en dedans (1), la cause directe de cette opacité ne réside certainement pas dans une trop faible proportion d’alcali, puisqu’on peut fabriquer'du verre translucide renfermant une quantité très-minime d’alcali, et, en outre, que la masse dévitrifiée, peut, sans nouvelle addition, être refondue pour faire de bon verre. Cette

(i) La même chose arrive promptement avec le sucre fondu, et très-lentement avec f arsenic blanc nitreux à la même température sans qu'il y ait de changement chimique, mais seulement unf changement dans l’état d’aggTégation moléculaire, ou, comme le prétend M, Graham, par une perte de la chaleur combinée chimiquement, ,

cause il faut la chercher bien plutôt, comme on l'a dit, dans la disposition des atomes à former, au sein de la masse ramollie, une autre combinaison non translucide, mais qui n’est pas toujours cristallisée pa,rce que le prompt refroidissement du verre s’y oppose.

» D’un autre côté, on a obtenu un verre de soude dévitrilîé d’une manière remarquable en mettant un mélange de

Silice . 100 parties.

Soude pure effleurie . 50 —

Chaux broyée . 25 —

dans un petit creuset dans un four de verre à vitres, mélange qui, après avoir été fonduen un verre de bonne qualité, a été mis, lorsque la période de fusion eut été terminée, à refroidir très-lentement dans le four même, de façon que ce four ouvert après deux mois était encore assez chaud à l’intérieur pour ne pouvoir pas le toucher avec la main. Dans ce creuset dont le contenu, par l’inégal retrait de l’argile et du verre, s’était rompu en un grand nombre de morceaux, il s’était formé sur le bon verre une croûte opaque, inégale, épaisse, de 6 à 7 millim. (3 lignes environ) qui présentait une cassure en partie unie, en partie esquilleuse, ayant l’éclat terne de la cire, qui, au premier aspect, n’offrait aucune cristallisation, non translucide, et à partir de la face supérieure jusqu’à la moitié de son épaisseur entièrement porcelainée : un peu plus translucide en dessous, blanche, et où il était difficile d’établir la limite entre les deux couches qui se pénétraient réciproquement comme des nuages, et où la couche inférieure, qui avait la forme d’un rognon, se trouvait suspendue à l’intérieur du verre parfaitement translucide, mais s’en distinguant nettement et pouvant en être aisément séparée mécaniquement. La différence entre ces deux couches sans transparence ne consistait qu’en ce que dans la première on y remarquait à la loupe, mais avec difficulté, un amas de très-petits cristaux, qui disparaissaient presque complètement dans la masse faiblement translucide. Il y a donc ici en même temps une dévitrification non cristalline et une autre qui est cristalline, et dans lesquelles les petits cristaux n’ont dû se former que plus tard dans la masse non transparente pour ne la remplirqu’en partie. Le poids spécifique du verre a été trouvé à 13° R. de 2,485, et celui de la croûte 2,503, c’est-à-dire que cette dernière est un peu plus pesante, fait qui s’est montré parfaitement constant dans toutes les pesées et semble indiquer la cristallisation qui a eu lieu à l’intérieur, puisque l’expérience fait yoir quç la même masse à l’état amorphe est plus légère

dévitrificàtion ou verre.

qu’à l’état cristallisé, quoique cette cristallisation ne se soit pas ici développée complètement, tandis, d’un autre côté, qu’on a remarqué ci-dessus que le verre de potasse dévitrifié et ne présentant encore aucune trace de cristallisation était devenu spécifiquement un peu plus léger.

» Malgré la différence physique remarquable de ce verre et de la croûte qui le recouvrait sous le rapport de la translucidité, de la couleur et de la cassure, les analyses répétées à plusieurs reprises qui en ont été faites ne présentent point entre elles de différences bien sensibles, et celles d’une seule et même masse présentent souvent d’aussi grandes divergences. La seule différence chimique qu’on puisse saisir ne réside souvent que dans la proportion delà soude, du moins à la surface où une plus grande quantité paraît s’être volatilisée. Ce verre qui, d’après la composition donnée ci-dessus, aurait dû contenir

Silice . 100.00

Soude. . 29.29

Chaux . 14.07

a donné par l’analyse de la portion translucide

Silice . 100.00

Soude . 17.40

Chaux . 12.6»

Alumine . 1.99

c’est-à-dire que sur 100 parties de soude employée, 40 parties se sont volatilisées. Il en a été de même avec la croûte dévitrifiée qui a donné à l’analyse

Silice. . 100.00

Soude . 17.12

Chaux . 12.21

Alumine.. . . . 1.77

ou sur 100 de silice, 0,28 de soude en moms que celle qui se trouvait dans le verre.

» Pour établir cette comparaison, j’avais en même temps, et à côté de ce creuset de verre de soude, placé un autre creuset de verre de potasse composé avec

Silice . 100 parties.

Potasse . 60 —

Chaux délitée. . . 35 —

» J’avais soumis au même refroidissement lent, et cependant ce verre est resté parfaitement sain et translucidet sans la moindre trace de dévitrification.

Une autre fois un verre consistant en

Silice . 100

Soude pure effleurie . 50

Chaux délitée . 12.5

a été fondu et refroidi dans un petit four. Ce refroidissement a été opéré au bout de dix jours, et on a trouvé sur le bon verre des granulations arrondies, opaques, blanches, apparaissant en partie à la surface comme des gouttelettes, en partie dans la masse du verre, quelques-unes en petit nombre se trouvant sur le fond du creuset, de manière qu’on peut supposer qu’elles se sont formées à la surface, puisqu’elles auront coulé à fond. La plupart de ces granulations, grosses d’environ 2 millim. (1 ligne), s’étaient disposées d’une manière différente de celle de la masse vitreuse et rangées par une sorte de déplacement suivant un cercle, ou, quand la chose n’avait pas eu lieu, elles présentaient dans l’appareil et dans le voisinage de ces corps opaques, les phénomènes d’une polarisation régulière, consistant en une croix noire ou un anneau blaire et noir indiquant une tension dans le verre. Néanmoins on ne remarquait aucune structure cristalline dans ces granulations, qui paraissaient porcelainées à l’intérieur, et à peine apercevait-on à quelques-unes de ces gouttes une structure rayonnée. On peut supposer que la croûte décrite ci-dessus consistait en un amas considérable de ces granulations qui avaient eu le temps de se former par un refroidissement lent aussi bien que les petits cristaux qu’elles renfermaient.

» Pour obtenir une nouvelle dévitrification où l’on remarquât nettement une cristallisation, on a commencé par faire fondre le verre, et lorsque la fusion a été complète, on a cessé pendant cinq à six heures d’attiser le feu, ce qui a fait descendre sensiblement la température du four et déterminé dans plusieurs expositions de verre la formation de beaux cristaux en aiguilles qui ressemblaient à des flocons de neige, et disparaissaient et se dissolvaient aussitôt qu’on rétablissait le feu. Parfois la masse entière est devenue blanche, opaque, pâteuse, et a repris, par une élévation de température, sa transparence et sa fluidité.

» Je n’ai obtenu ces phénomènes qu’avec des verres renfermant de la chaux, comme par exemple, avec, les compositions suivantes :

Silice . 100 parties.

Soude . 40 —

Carbonate de chaux. . . . 10

DEVlTRlFlCATION dû verre.

Silice . 100 —

Soude . 45 —

Carbonate de chaux . 15 —

tandis qu’un verre composé avec 100 de silice, 45 de soude et 10 de chaux ne s’est pas troublé par un abaissement de la température.

» Le verre fabriqué avec la potasse supporte sous ce rapport une bien plus grande proportion de chaux, car du verre, composé avec 100 parties de silice, 50 de potasse et 50 de carbonate de chaux ne se trouble pas, il faut pour cela 60 parties de chaux; de même un verre avec 100 parties de silice, 60 de potasse et 50 de chaux s’est troublé par le refroidissement, mais non pas une composition de 100 parties de silice, 60 de potasse et 60 de carbonate calcaire. Dans toutes, ces expériences, on conçoit que tout dépend du degré auquel on a poussé le refroidissement, et qu’il serait utile de donner suite à ces essais.

» C’est ici le lieu de faire connaître encore quelques observations faites sur la fusion, afin de montrer que la perte en alcali par vaporisation dépend de plusieurs circonstances concomitantes, savoir la composition de la masse, le degré de chaleur et la durée de l’application de celle-ci.

» Une fonte de 100 parties de silice et 50 de soude pure effieurie (29,29 soude) a donné un verre assez translucide, mais qui à l’air s’est légèrement terni, et dont le poids spécifique a été à 14° R. de 2,386. L’analyse a indiqué sur 100 parties de silice 25,5 de soude, et par conséquent il s’était vaporisé environ 15 pour 100 de soucie.

» Comme objet de comparaison, j’ai examiné un verre composé avec 100 de silice et 50 de potasse pure (34,04 potasse), mais qui s’est trouvé infiniment plus mauvais que le verre de soude précédent, attirait fortement l’humidité de l’air, et a été avec le temps complètement privé de transparence et s’est efileuri; il avait un poids spécifique de 2,372, se dissolvait aisément dans l’acide lluorique étendu, et consistait en 1 00 silice et 30,22 potasse , et par conséquent avait perdu 11,2 pour 100 de potasse par volatilisation.

» Le degré de chaleur dans ces deux fontes ayant été le même, on voit que la soude est plus volatile que la potasse.

» Un verre de 100 parties de silice, 45,5 de soude eflleurie (26,6 de soude) et 12, 72 de carbonate de chaux délité (7,06 chaux), après avoir été fondu, a donné à l’analyse :

Silice.. . . 100

Soude . 20.2

Chaux. . 6.6

c’est-à-dire qu’il y a eu 24 pour 100 de soude volatilisée, perte évidemment occasionée par l’addition de la chaux qui, à cause de sa plus grande fixité au feu, a déplacé l’alcali.

» Les analyses précédentes du verre peuvent être rapprochées de celles des verres dévitrifiés à la surface par un re- ! froidissement lent et par une chaleur soutenue, verres où il entrait le double de chaux et où la perte de soude a été audelà de 40 pour 100.

» Ces expériences permettent de tirer quelques conséquences utiles sous le rapport technique sur la marche à suivre dans la fusion du verre et montrent comment on peut établir des rapports variables dans là composition des fontes. »

PREMIÈRE SECTION