CHAPITRE P

Introduction historique.

On a donné, jusqu'à présent, le nom de dureté à la propriété qu!9t la matière de résister plus ou moins au déplacement permaneikt de ses molécules superficielles, essayé à Faide d'une lame tranchante, d'une pointe ou de l'angle solide d'un cristal. Il va sans dire que de cette propriété dépend la résistance qu'un corps oppose à l'action de la lime, et que, d'après cette résistance, il est possible, quand la différence en est bien marquée, de dire qu'un corps est plus ou moins dur qu'un autre corps.

En analysant avec quelque soin le fait qui répond à cette définition, on s'assurera sans peine que la dureté est en relation avec l'élasticité des corps. Elle dépend surtout de la limite d'élasticité; nous ignorons encore comment, parce que nous ne l'avons pas mesurée.

Je me propose de passer en revue* les observations originales faites sur la dureté, et les essais qui ont eu pour but d'établir quelques rapprochements entre les divers corps à ce

1. Je ne sache pas qu'on ait publié, soit en France, soit à Tétranger, rhistoire des tentatiyes faites pour trouyer la dureté des corps; j*ai cru que rUnportance du sujet Justiflerait les développements dans lesquels je vais entrer.

point de vue, et même entre les diverses surfaces d'un même corps, — et après avoir exposé les travaux qui ont été tentés dans cette direction, je dirai comment je définis et commeni je détermine la dureté des corps.

Iluyghens, dans son Traité de lalumià^e^, en s'appuyant sur certaines conceptions hypothétiques analogues à celles proposées par Ilaûy, dans son Traité de cristallographie, cherche , par une forme et im arrangement particuliers des molécules , à exphquer la formation des plans de cHvagc que donne le spath d'Islande, et il ajoute pour appuyer l'hypothèse qu'il admet : « que si on passe un couteau en raclant sur « quelqu'une de ses surfaces naturelles, et que ce soit en des- « cendant de l'angle obtus équilatéral , c'est-à-dire de la pointe « de la pyramide, on le trouve fort dur; mais en raclant du « sens contraire on l'entame aisément. »

Voilà la dureté définie par la résistance offerte par un cristal de spath d'Islande à être entamé ou rayé par une lame de couteau , et ce fait très-important observé pour la première fois , si je ne me trompe, qu'à la surface d'un cristal, la dureté peut être différente, selon le sens dans lequel on vient à agir sur lui.

Pour suivre l'ordre chronologique, je dois parler ici du premier travail sérieux que l'on ait entrepris sur la dureté , et je le fais d'autant plus volontiers qu'il est un premier essai de détermination Numérique peu connu, et qui mérite de l'être cependant. Muschenbroek a publié, en 1729, une suite de Mémoires (Physicœ expérimentales et geometricœ dissertationesY parmi lesquels s'en trouve un intitulé : Introductio ad cohcerentiam corporum firmorum. C'est le chapitre X de ce volumineux travail qui est consacré à la dureté sous ce titre modeste : Tentamen de corporum duritie.

t. Leyde, Vau dcr Aa, 1690, p. 95; ou Opéra reliqxia, Amsterd., 1728, 1. 1*', p. 70.

2. Lugduni Batavorum, apud Samuelem Lachtmans, 1729. 1 vol. m-4<>, p. 668-072.

Mnsrhenbroek , a|)rès avoir fait remarquer que la queslîun esl complètement neuve, ajoute que ce qui frappe au premier abord celui qui Tétudie avec attention, c'est qu'elle offre continuellement les difficultés les plus graves et les plus insurmontables; aussi n'a-t-il voulu tenter qu'un essai. L auteur appelle durs les corps dont les pairies ont assez de cohérence pour ne pouvoir être séparées les unes des autres que par des forces très-grandes ; les corps mous sont ceux qui cèdent à des forces assez faibles.

Ayant adopté diverses méthodes, et les ayant successivement rejetées, il s'est arrêtera la suivante, sujette à beaucoup de difficultés, en faisant remarquer, avec bonne foi, que si elle ne satisfait pas les savants, elle ne le satisfait pas davantage.^; il l'accepte, faute de mieux, justju'à ce ijue la dureté puisse être détermhiée avec plus de précision *.

Ayant préparé de petits paitillélipipèdes droits, à base carrée, dont le côté était de 0.15 pouce (4 millim.), il les coupait transversalement avec le même coin, en employant les coups duii marteau tombant sur le coin un nombre suffisant de fois pomque le corps soumis à l'expérience fût complètement divisé dans son épaisseur; le nombre de coups employés servait, comnn.' on va le dire, démesure à la dureté. — L'auteur remarque qu«; plusieurs corps, de poids spécifiques différents, étant donnés, comme ils ne renferment |)as la même quantité de matière sous le môme volume, et que les parallélipipèdes cou[)ès ont mêmes dimensions, ce n'est pas une même quantité de matière qui est divisée; elle est plus grande pour les corps plus denses , moindre pour les autres ; en conséquence le nombre» de coups portés sur le coin ne peut représenter la dureté qu'à la condition de le diviser par le poids spécifique de la matière

1. Muschenbroek parait avoir eu pour but la comparaison des j}Ois; car c est surtout la recherche de leur dureté qui l'a occupé. Il a cependant appliqué, comme on le verra, sa méthode à quelques métaux.

qui Fa fourni. — Ce sont ces quotients qu'on trouvera dans la table qui va suivre , et ce sont eux qui, selon Muschenbroek, doivent mesurer la dureté des corps.

La difficulté principale , en admettant cette manière de définir la dureté, consistait à rendre constants les chocs du corps destiné à frapper le* coin.

Voici la disposition qui flit employée (Planche I, fig. 1): A l'extrémité d'un fil KÂ, était suspendue une boule d'ivoire A, qui était élevée continuellement jusqu'à la règle fixe B, d'où abandonnée, elle tombait avec la même vitesse, et de manière à frapper toujours le coin CD avec la même force; en G se trouvait un parallélipipède de 400 livres, en plomb , qui était dénué d'élasticité par sa nature même, et qui restait immobile en raison de sa masse; EF représente le parallélipipède qui devait être coupé transversalement; CD est un coin en fer dont le tranchant avait été rendu d'abord très-aigu, et dont les faces inclinées avaient été aplanies et polies'; ce coin était soutenu par la main, de manière à ne pouvoir changer de direction pendant le choc; il s'appuyait d'ailleurs sur un plan par sa partie inférieure, et était toujours frappé de la même façon par la boule A. — Lorsque Muschenbroek s'apercevait qu'après un nombre entier de coups, il n'était plus nécessaire d'en employer un semblable aux précédents, pour terminer la scission, la boule A était élevée à une hauteur plus faible que la hauteur primitive; c'est de là que proviennent les décimales qu'on remarquera dans la table suivante.

Il arriva deux fois que le tranchant dût être aiguisé , ce qui ne pût avoir lieu sans le modifier un peu, et empêcha les derniers essais de s'accorder parfaitement avec les premiers. Voici les résultats obtenus • :

1. L*aqgle dièdre du coin n'est pas indique en nombres dans le mémoire

2. Ce passage est traduit presque textuellement du mémoire de Muschenbroek.

INTRODUCTION HI8T0RIQUB.