ACTION DE LA CHALEUR

« chaleur de soudure, paraît être, d'après ces expériences, le « trait spécial du fer forgé fondu. Les essais n'ont pas été « poussés assez loin pour permettre d'en assigner les motifs ; « cela peut provenir de l'absence dune petite quantité de « carbone que le fer forgé contient ordinairement. » M. Riley croit qu'il n'existe pas de carbone dans le fer Bessemer, et pourtant il se soude, bien que imparfaitement.

Nous ne connaissons rien du travail du fer chimiquement pur, et rien ne prouve qu'il n'est pas soudable ; au contraire, les raisonnements à priori et les faits avancés semblent justifier la conclusion opposée. Il est possible que la présence d'une irès-petite portion de carbone améliore beaucoup les qualités du fer pour le travail, et l'on sait combien la malléabilité du ouivre est fortement affectée par la présence de trèspetites quantités de certaines matières étrangères. Si l'on démontrait cependant d'une manière évidente que la qualité du fer pour la soudure est provoquée par la présence d'un peu de carbone, le mode d'action que M. Scheerer attribue à cet élément ne saurait être admis sans une preuve palpable.

Il convient d'ajouter ici que le platine qu'on considère comme un métal soudable et que par ce motif on classe généralement avec le fer, passe très-rapidement de l'état solide à l'état fluide ; et lorsque l'on a fondu en notre présence, chez MM. Johnson et Matthey, une centaine de kilogrammes de platine au moyen de l'oxygène etdugazd'éclairage,nousavonsétéfrappéde lagrande fluidité du métal immédiatement après sa fusion. Le cuivre à l'état divisé, comme lorsqu'il a été précipité, adhère et forme une masse solide sous une forte pression ; des médailles de cuivre ont été fondues, d'après ce principe, par Ozann. On peut convertir de la même manière en une masse métallique compacte l'or et l'argent à l'état de poussière fine. On chauffe doucement, puis on comprime; on forge et on réchauffe alternativement de la poudre d'argent produite par la décomposition du chlorure d argent avec le aine, etcM la température étant

toujours sensiblement au-dessous du point de fusion de l'argent. M. Fournet parvint ainsi à fabriquer des barres qu'on pouvait forger comme des barres fondues. Il obtint encore des barreaux damasquinés, avec de la poudre d'or et d'argent en couches successives. M. Fournet regarde cela comme une véritable soudure, c'est-à-dire comme l'union de deux métaux à une température inférieure à leur point de fusion ; l'adhésion solide qui s'opère entre deux surfaces de plomb fraîchement coupées que l'on presse simplement l'une contre l'autre, n'est, selon lui, qu'une soudure (1). C'est peut être à la vérité une question de température, et l'on devrait regarder comme identique avec le soudage du fer la conversion en une masse compacte, d'une poudre métallique telle que celle de platine spongieux, que l'on comprime à la manière ordinaire, et que l'on chauffe successivement au-dessous du point de fusion.

On volatilise le fer à des températures très-élevées, telles que celles produites par l'électricité voltaïque ou par la combustion du métal dans l'oxygène (*).

Après fusion, le fer est très-cristallin; un petit culot pesant seulement 0*r.30 ou 0^.60, présentera sur sa cassure des plans brillants de clivage et sa surface offrira des mar-

(*) Perméabilité du fer. — Le fer est perméable aux gaz à une haute température, et contrairemeDt à l'usage, il devra être exclu des appareils clos et destinés à subir l'action d'une température élevée ; c'est ce qu'ont démontré les expériences récentes de MM. H. Sainte-Claire Deville et Troost, basées sur la méthode déjà employée par l'un d'eux pour rechercher les propriétés endosmotiques des corps poreux. Le vide presque complet étant fait dans l'intérieur de l'appareil imaginé par M. Deville, et maintenu au rouge, l'hydrogène traverse les parois de tubes en acier fondu, étirés a froid et sans soudure — sur une épaisseur de 3 à A millimètres, —malgré la pression atmosphérique. (Comptes rendus, t. LVII, p. 965.) (Note des Traducteurs.)

{i) Sur la soudabilité des métaux et sur le damassé d'or et d'argent, par M. Fournet Ânn. de Ch. et de Phys.t t. LXXIV, p. 435; 1840.

ques distinctes de cristallisation lorsqu'il sera lentement dissous par les acides chlorhydrique ou sulfurique dilués; cette corrosion n'est pas provoquée, comme on le supposerait, par l'interposition de matières étrangères répandues symétriquement dans la masse. On peut citer beaucoup d'exemples du développement apparent de structure par l'action des dissolvants. Dans tous les cas, la structure cristalline préexiste, et l'attaque de l'acide la rend seulement manifeste. On a remarqué que le même dissolvant attaquait avec des degrés différents les faces d'un même cristal; le professeur H. Rose nous apprit, il y a longtemps, qu'on en avait un exemple parfaitement tranché dans les cristaux de quartz exposés à l'acide fluorhydrique ; mais il agit avec la même intensité sur des faces symétriques. Or, ce qui est vrai pour du quartz rhomboédrique peut ne plus être vrai pour du fer cubique, à moins que les cristaux de ce dernier ne présentent des faces originales et dérivées, comme dans le système cubo-octaédrique. La cristallisation du fer a vivement préoccupé les ingénieurs ; quoiqu'on en ait beaucoup parlé et longuement disserté, il n'existe pas moins une grande confusion à ce sujet; des recherches minutieuses tendraient sans doute à l'élucider. Le fer en barre acquiert une structure très-cristalline en restant exposé à une température qui, bien que élevée, est très-inférieure au point de fusion du métal ; avec une certaine somme de chaleur, les molécules deviennent assez libres pour s'arranger d'elles-mêmes en cristaux. On en a un exemple très-frappant dans le recuit des tôles de zinc à une température inférieure, mais sensiblement rapprochée du point de fusion du métal (1).

(1) On monlrera ailleurs qu'on peut réduire un lingot de ce métal très-cristallin, dans certaines conditions spéciales de température, en une feuille mince, flexible a un haut degré, sans le rompre, et qu'on peut le plier en avant et en arrière sans qu'il rende le même son de cassure quel'étain soumis à pareille épreuve. Mais en exposant cette feuille à une température sensiblement au dessous du point de fusion du zinc, elle devient très- cassante, fait entendre des craquements en se pliant et se rompt avec une cassure très-cristalline. Il faut donc que Jes molécules aient été suffisamment indépendantes, même quand le métal était encore solide, pour que les forces de la cristallisation agissent après coup et reproduisent une structure très-cristalline.

On comprend donc aisément pourquoi le fer, qui a été chauffe souvent et fortement, ou bien forgé en masses, et qui doit nécessairement avoir été soumis pendant un long espace de temps à une température élevée, tend à acquérir une structure très-cristalline. L'opération du martelage du fer, tandis qu'il est chauffé fortement, ou pendant son refroidissement à un certain degré, aura une action sur les forces qui déterminent l'arrangement cristallin et devra tendre à diminuer le volume des cristaux; mais dans le cas de grandes ruasses, il sera difficile d'atteindre le métal beaucoup au-dessous de la surface, à moins d'employer des marteaux très-lourds et d'appliquer des coups vigoureux, et même alors on a peine à comprendre que l'uniformité dans la dimension des cristaux puisse se produire dans toute la masse. En effet, lorsque l'extérieur est refroidi jusqu'au rouge, l'intérieur doit être encore à un degré de température très-élevé , et peut être au rouge blanc; de sorte qu'en se refroidissant davantage, après le martelage, les molécules d'une partie de la masse seront à même de prendre une structure bien plus cristalline que celle de toute autre partie. C'est ce qui constitue la difficulté du forgeage en grand, et on ne saurait l'éviter en continuant à frapper au marteau, jusqu'à ce que le métal de l'intérieur soit assez refroidi pour y empêcher la formation des grands cristaux, car si l'on forgeait le métal extérieurement à une température trop basse, comme cela aurait lieu dans cette supposition, il deviendrait mou et cassant. On devra se rappeler que ces observations ont trait au fer, et non à l'acier ni au fer qui renferment une portion notable de carbone. Quant à la dimension des cristaux, il convient d'indiquer que la présence du phosphore favorise la formation de grands cristaux; cet élément existe dans la plupart des variétés de fer fabriquées en Angleterre. Le refroidissement rapide des grosses pièces forgées, immergées dans l'eau, tend à rendre l'intérieur moins cristallin.

Lorsqu'on bat le fer à froid sur diverses faces, les cris-

taux dont il se compose se désagrégeront évidemment plus ou moins, et, par suite, la résistance du métal diminuera: plus les cristaux sont grands, plus le fer se rompra facilement; car la cassure, se produisant dans le sens de la moindre résistance, qui est celle des plans de clivage et des plans de jonction des cristaux contigus, sera facilitée en raison même de l'étendue de ces plans. Nous possédons des culots de fer fondu où les cristaux sont si grands, que les plans de clivage traversent de part en part la surface de cassure. D ailleurs, quand les cristaux sont relativement petits, ils sont pour ainsi dire plus enchevêtrés; il n'existe pas de grands plans de clivage, et la tendance à la cassure est moindre. Que ces considérations soient justes ou non, il est avéré en pratique que la grosseur des cristaux du fer en barre indique sa propension à la cassure. Comme exemple de l'effet du martelage à froid sur le fer, nous donnons le résultat suivant des essais que notre ami M. S. H. Blackwell, de Dudley a faits à notre requête : un cylindre de fer solide, faisant partie d'un essieu de 0m.46 de long et de O^.OO de diamètre, fut martelé à froid, sous un marteau de 3 000 kilogrammes, en le soumettant d'abord à vingt coups sur le côté; puis, l'ayant suspendu, on continua à le frapper, à l'extrémité opposée, quatre-vingts ou quatre-vingt-dix fois; on le forgea ensuite sous un marteau plus lourd, d'environ 4 500 kilogrammes, et on le rompit au bout de dix à douze coups, sous une hauteur de 0m.70. La cassure était cristalline; mais un morceau forgé avec une autre partie du même essieu et ployé sur une courbe aiguë et sous une pression hydraulique de 12 000 kilogrammes, présenta une cassure fibreuse.

Lorsqu'un morceau de fer fondu, très-cristallin, est martelé avec précaution, aune température convenable, sous une forme propre au laminage, puis laminé en barre peu épaisse, il offre une cassure fibreuse ou cristalline, suivant la manière de le rompre, et surtout suivant la durée de l'opération. Si on l'entaille d'un côté, à une légère profondeur, avec un

ciseau à froid, puis qu'on le ploie lentement en arrière de la ligne de l'entaille, la cassure est très -fibreuse et parfois soyeuse. D'autre part, qu'on le burine tout autour et qu'on le casse brusquement sur la ligne de l'entaille, la cassure sera cristalline et n'offrira des indices de fibre que par places. Les cristaux, par l'opération du laminage, sont étirés pour ainsi dire dans une direction unique, et la barre qui en résulte est, par cette raison, composée de paquets de fils parallèles et continus; mais la structure cristalline n'est pas détruite pour cela, les cristaux ayant été simplement allongés; et conséquemment toute barre, môme la plus petite, devra, par une brusque rupture transversale, présenter une structure cristalline dont l'aspect se révélera suivant que les cristaux auront été plus ou moins étirés ou, en d'autres termes, suivant le degré du laminage. Les mêmes résultats se produisent par l'étirage; la cassure du plus petit fil, si elle s'est opérée brusquement, devra être cristalline, bien que le grain soit à peine visible. Le temps a la plus grande influence sur l'aspect de la cassure ; si elle est instantanée, le métal n'ayant pas eu le temps d'exercer ses propriétés de ductilité, elle sera nécessairement cristalline ; le contraire ayant lieu, comme lorsqu'il s'agit de ployer une barre pour la briser, les cristaux, par suite de la ductilité du métal, éprouvent sur la face convexe une action identique à celle de l'étirage, et tendent à développer l'aspect fibreux de la cassure. On a montré toutefois que, dans toute barre laminée, les fibres préexistent sous la forme de cristaux allongés. Il en résulte que la cassure fibreuse d'une barre de fer laminé est due en partie à l'opération de la courbure et en partie au laminage.

On peut rendre apparente la structure d'une barre de fer laminé, en l'attaquant par les acides, de la même manière et par les mêmes raisons qu'on accuse la structure cristalline d'un morceau de fer fondu. Pour une barre de fer laminé ordinaire, il y a dans l'attaque aux acides, comme on l'expli-

quera plus loin, une autre cause qui favorise l'apparition de la fibre. Ces barres, en effet, renferment toujours du silicate de protoxyde de fer qui s'allonge pendant le laminage en même temps que le fer ; comme les acides n'agissent pas avec la même intensité sur le silicate et sur le fer métallique, il est clair que leur action dissolvante donnera naissance à l'aspect fibreux. Le silicate, étant parfois irrégulièrement disséminé dans la masse, occasionne, sous l'influence des acides, des irrégularités; d'où il résulte des sillons profonds et des cavités dans la face examinée.

Dans des essais pratiqués pour déterminer la meilleure qualité de fer pour plaques de blindage, on a obtenu à Shoeburyness des démonstrations de la vérité de cette théorie quant à l'influence du temps sur le caractère de la cassure. Du fer reconnu pour du bon fer nerveux a présenté une cassure cristalline sous le choc d'un boulet lancé à la vitesse de 360 à 480 mètres par seconde ; cependant, dans quelques cas, la portion de la plaque frappée s'est brisée en miettes, comme du verre.

On s'est naturellement demandé si de légères vibrations, résultant de petits chocs fréquemment répétés, ou de vibrations sans choc causées par l'action d'un frottement dur, comme dans le travail des essieux sur des paliers mal graissés, ou par l'allongement et la torsion des arbres, etc. ; en un mot, si des vibrations beaucoup moins fortes que celles produites par le martelage ne tendraient pas à désagréger d'une manière permanente les cristaux de fer, et par conséquent à rendre le métal plus mou. Cette question de l'emploi industriel du fer, soit comme chaînes dans les puits de mines, soit comme matériel des chemins de fer, est de la plus haute importance au point de vue de la sécurité des ouvriers et des voyageurs. Les opinions sont partagées, et nous ne connaissons pas de faits assez certains pour justifier un avis concluant. On cite des cas où la vibration a développé la propriété permanente de friabilité; mais nous ne croyons pas nous tromper en ajoutant

que, dans la plupart de ces cas, le fer dont on avait ainsi constaté la moindre résistance n'a pas été convenablement examiné et essayé.

On peut attribuer à la vibration des altérations physiques du fer dues en réalité à des pailles préexistantes et ignorées. On sait très-bien que la vibration peut modifier notablement la structure de certains alliages métalliques et les rendre trèscassants ; dans le traité du cuivre* nous mentionnons des exemples remarquables de ces modifications. Mais on objectera que les alliages ne peuvent pas se comparer à un métal simple, et que l'action due à une vibration légère, mais suffisamment répétée sur les alliages, n'explique en aucune manière l'effet de la même vibration répétée sur le métal isolé. Il n'y a que des essais attentifs qui puissent permettre de répondre à cette objection ; il paraît toutefois raisonnable d'admettre qu'un métal, comme le fer, se modifie dans les conditions indiquées. L'expression vibra lions légères est très-vague , et comprend des degrés très-di f • férents de choc ; or, des différences d'intensité de choc relativement faibles, surtout aux températures peu variables de l'atmosphère, peuvent causer des effets très-importants. Les accidents fréquents dus à des ruptures de pièces en fer sur les chemins de fer, pendant le froid exceptionnel de quelques hivers, confirment cette opinion. On a démontré clairement, d'ailleurs, que la ténacité du fer varie considérablement, à des températures assez rapprochées. Il est donc désirable que ce sujet soit étudié avec soin par les Sociétés des ingénieurs civils (1).

11 reste encore à examiner si les vibrations causées par le choc ou autrement peuvent produire un arrangement molécuculaire cristallin qui n'existait pas antérieurement ou qui n'était qu'imparfaitement développé. Nous n'avons trouvé auoune preuve de ce fait; mais nous avons constaté que le fer après fu-

(1) La Société des ingénieurs civils, à Paris, a traité avec quelques développements des transformations moléculaires que les pièces de fer peuvent subir en service et à l'usage. Consulter a ce sujet les Comptes rendus des séances des 2 et 16 avril 1852.

(Nèto du traiw**r$.\

sion, ou après avoir été soumis à des températures assez élevées pour le rendre mou et pâteux, consistait en un agrégat de cristaux. Pendant le laminage ou l'étirage, ces cristaux s'allongent, mais ne sont pas détruits; on peut toujours les faire reparaître par une brusque cassure. Or, lorsqu'une barre devient cassante à froid, sous le marteau, il n'y a pas de raison de supposer que ce soit dû au développement actuel de la structure cristalline ; le relâchement ou la désagrégation des cristaux qui composaient la masse première suffît amplement pour expliquer la propriété cassante. Que la môme barre ait été brisée avant le martelage, dans des conditions spéciales, de manière que sa ductilité ait eu le temps d'agir, elle aurait présenté une structure nerveuse, au lieu d'une structure à grain.

En négligeant d'établir le rapport essentiel entre le caractère de la cassure et le mode particulier qui a produit cette cassure, on a été porté à conclure que la cristallisation du fer provenait du traitement mécanique du métal, tandis qu'en réalité la structure cristalline préexistante n'a été rendue plus manifeste que par la cassure, subordonnée à la propriété cassante que développe le traitement.

L'ouvrage récemment publié par M. David Kirkaldy, sur la ténacité ou, comme on dit maintenant, sur la résistance à la traction du fer et de l'acier (1), contient un excellent résumé des connaissances acquises; l'auteur parait arriver aux mêmes conclusions que nous. Pendant bien des années, nous avons communiqué aux élèves de la section métallurgique de l'École royale des mines de Londres les faits et les observations que nous venons d'exposer. Quelques remarques sur la cassure cristalline et fibreuse avaient déjà paru dans notre premier volume (2).

(i) ResulU ofan Expérimental inquiry ialo the comparative (ensile Strength and other propertiês of varions kinds ofwroughUron and Steel. In-8», Londres, 4863, (3) Métallurgie, 1. 1, p. 8 de la traduction.

20 PROPRIÉTÉS CHIMIQUES DU FERl

poids atomique, 28. (Svanberg).

Fer et Oxygène.

Le fer, à l'état compacte, plongé dans l'oxygène parfaitement sec, ne subit pas de changement à la température ordinaire de l'atmosphère ; à l'état de très-grande division, comme lorsqu'on l'obtient du sesquioxyde de fer réduit par l'hydrogène à une très-basse température, si on le chauffe lentement à l'air atmosphérique, il prend feu et se convertit en sesquioxyde. Le fer ainsi divisé passe pour être pyrophorique dès qu'il est refroidi. M. Dick a fait, dans notre laboratoire, quelques expériences à ce sujet. Il prépara du sesquioxyde de fer pur par l'addition d'ammoniaque en excès dans une solution de sesquichlorure de fer, et lava parfaitement le précipité ainsi formé. La réduction s'effectua dans un tube de verre par de l'hydrogène qui avait passé sur de l'acide sulfurique, puis sur du chlorure de calcium et sur des fragments de potasse ; l'oxyde fut réduit en poussière fine et chauffé doucement au moyen d'une lampe à esprit-de-vin. Le métal réduit s'enflammait quand on l'agitait à l'air hors du tube, mais seulement tant que ce tube restait chaud à la main. Entièrement refroidi dans l'atmosphère d'hydrogène, il ne prenait feu qu'après avoir été doucement chauffé sur une feuille de papier bien au-dessous de 100° C. ; le produit de la combustion était du sesquioxyde. Dans plusieurs expériences, ce fer ne s'enflammait qu'un peu au-dessus de 100° C. Après son complet refroidissement, il paraissait exiger chaque fois une température plus élevée pour s'enflammer, bien que ce fait n ait pas été confirmé par des observations thermométriques. Dans aucune expérience, on n'a pu obtenir de fer pyrophorique dès qu'il a été tout à fait refroidi; mais, projeté dans l'air chaud, il brûlait avec éclat. Nous sommes redevable à Magnus des observations suivantes :

FER ET OXYGÈNE. Si

la réduction du sesquioxyde de fer dans l'hydrogène commence au point d'ébullition du mercure, et s'accomplit entre ce point et celui de la fusion du zinc ; quand la température à laquelle la réduction s'effectue n'excède pas cette dernière limite, le produit est pyrophorique, mais il cesse de l'être s'il est chauffé au delà (1). En déplaçant l'hydrogène par un courant d'acide carbonique, après la réduction de l'oxyde, et en permettant au fer de se refroidir dans ce gaz, la propriété pyrophorique disparaît. On en conclut que cette propriété dépend de la condensation de l'hydrogène dans le fer réduit, qui s'enflamme spontanément au contact avec l'air atmosphérique. La faculté remarquable dont jouissent certaines matières pulvérulentes, telles que le noir de platine, de déterminer la combustion des gaz et des vapeurs en contact avec l'air, est maintenant bien connue. L'assertion précédente n'a pas été confirmée en chauffant l'oxalate de fer au plus bas degré de température auquel la décomposition se produit, et en permettant au résidu de se refroidir dans les gaz qui consistent principalement en acide carbonique ; il n'y avait pas d'hydrogène, et cependant le produit était pyrophorique. On verra plus loin que ce produit est un mélange de protoxyde de fer et de fer métallique. Lorsque le sesquioxyde est précipité avec environ 3 pour 100 d'alumine ou de silice, de manière que le mélange soit très-intime, il peut se réduire dans l'hydrogène à une chaleur rouge et ' être encore pyrophorique ; les matières étrangères infusibles et interposées tendent à ce que les molécules de fer ne se frittent pas et aident à les maintenir à l'état de division.

M. Dick a recherché si le fer réduit par l'hydrogène et refroidi dans ce gaz n'en retenait pas une certaine quantité ; ses essais ne sont pas très-concluants. De l'éponge et du noir de platine ont été intimement mêlés avec le fer, sans qu'il

(1) Berzélius, Jdhresb., t. VII, p. 142. Voir aussi l. VI, p. 155 du môme ouvrage pour les détails qui suivent sur les expériences de Magnus.

t3 PROPRIÉTÉS CHIMIQUES DU FER.

y ait eu d'indice de formation d'eau. On mit un peu de ce fer eur du chlorate de potasse préalablement fondu et solidifié au fond d'un tube à essai; en chauffant, l'ignition se produisit, mais il ne se condensa pas d'eau sur la partie froide du tube.

Le fer à l'état compacte, chauffé au rouge dans l'oxygène, brûle avec une vive incandescence, en donnant lieu à un oxyde qui tombe en globules bien fondus et dont la composition, d'après M. Marchand, est représentée par la formule Fe*0. On connaît l'expérience qui consiste à plonger dans le gaz oxygène l'extrémité d'un fil de fer rouge; le fer brûle encore très-vivement à la chaleur blanche ou au-dessous, dans l'air atmosphérique. On peut voir journellement ce phénomène dans les fours à puddler. Dans quelques localités* les cloutiers profitent de la combustibilité du fer à de hautes températures pour maintenir leurs clous à la chaleur voulue pendant le forgeage. Un jet de chalumeau communiquant par un tube avec un soufflet supérieur, leur permet d'injecter de l'air sur le fer trop refroidi, et d'élever aussitôt considérablement le degré de chaleur. Nous avons vu recourir à cet expédient, aussi simple que instructif, à Ruabon, dans le pays de Galles nord; M. Richard Phillips l'a vu également dans les clouteries des environs de Birmingham, bien que nous ne nous le rappelions pee, malgré nos fréquentes visites (I).

Que l'on attache à une corde l'extrémité d'une tige de fer chauffée à blanc à l'autre extrémité, et qu'on la fasse tourner rapidement dans l'air, la combustion du métal dégagera un cercle pétillant d'étincelles ressemblant à un soleil d'artifice (2). Le fer compacte s'oxyde promptement au rouge sombre dans l'air atmosphérique; la nature de cet oxyde varie suivant qu'on élève la température au rouge ou au blanc vif.

Quelques auteurs affirment que le fer jouit de la propriété

(1) PhU. Mag., t. H, p, 407; 1857.

(2) D'Arcet, Berzélius Jahresb., t. XV, p. 160,

FEH KT OXYGÈNE. n

de dissoudre en petites quantités l'oxygène ou plutôt l'oxyde de fer, exactement de même que le cuivre dissout son propre bioxyde ; il n'y a pas, à notre connaissance, de preuves bien positives à l'appui de cette assertion*

M* Dick a fait à m sujet, dans notre laboratoire, une expérience d'un résultat négatif. Nous n'en rendons compte que pour appeler l'attention sur ce point douteux. Il mêla 29 grammes de sesquioxyde de fer pur avec la quantité de noir de fumée nécessaire pour réduire à l'état métallique 24 grammes seulement d'oxyde, laissant ainsi un excès considérable d'oxyde non réduit. Le noir de fumée avait été préparé au laboratoire en distillant de l'huile de térébenthine ; le mélange ayant été fortement chauffé dans un creuset de terre, il se forma un culot de fer bien fondu et recouvert d'une scorie également bien fondue. Le métal était très-doux et empâtait la lime. On mit dans un tube à combustion &70 grammes de limaille 'provenant du culot, et par une des extrémités du tube on fit arriver de l'hydrogène bien sec; l'autre extrémité débouchait dans un tube à chlorure de calcium pesé à l'avance. Le courant d'hydrogène continuant lentement, on porta au rouge et on y maintint pendant une demi-heure environ la partie du tube à combustion contenant la limaille. Le tube à chlorure n'augmenta après ee traitement que de 0^.00027 en poids, ce qui indiquerait la présence de 0.0174 pour 100 d'oxygène ou de 0.0609 pour 100 de protoxyde de fer dans la limaille. On ne peut évidemment rien conclure d'une expérience unique , qui peut être erronée.

Jrotoxydb de fer. FeO. — Il est généralement établi que cet oxyde, à l'état isolé, est inconnu; suivant M. Debray, il se forme, quand on fait passer de l'hydrogène et de la vapeur d'eau, en de certaines proportions, sur du sesquioxyde de fer chauffé (1). Ainsi préparé, il est noir et non magnétique; il

(1) Métallurgie, II, p. Ï4.

brûle facilement dans l'air atmosphérique, et donne naissance à de l'oxyde magnétique. Lorsqu'on chauffe de l'oxalate sec de protoxyde de fer à l'abri de l'air, le résidu, d'après M. Liebig, est du protoxyde de fer renfermant un peu de fer métallique, et le volume d'oxyde de carbone dégagé est moindre en conséquence que le volume d'acide carbonique. Il s'enflamme spontanément à l'air et se convertit en sesquioxyde(l). Le protoxyde de fer est une base énergique et se rencontre fréquemment dans les opérations sidérurgiques à l'état de combinaison. Il est précipité des solutions aqueuses de sels de protoxyde par la potasse ou la soude, à l'état d'hydrate blanc, floconneux, qui, au contact de l'air, absorbe immédiatement l'oxygène et devient vert à cause de la formation d'un peu d'oxyde magnétique. Il est soluble, mais faiblement, dans la potasse fondue. Lorsqu'on prépare de la potasse pure à l'alcool, et qu'à la première évaporation de la solution aqueuse, on emploie un vase en fonte, la potasse solide et caustique a toujours une couleur pâle, mais d'un vert très-prononcé, ressemblant au vitriol vert ; cette combinaison prétendue de protoxyde de fer et de potasse a été décrite sous le nom de fertile de potasse. Il a une puissante affinité pour l'oxygène. Ainsi, quand des proportions équivalentes de sulfate de protoxyde de cuivre et de fer sont dissoutes dans l'eau et qu'on y ajoute une solution de potasse caustique ou de soude, il se forme un précipité d'un brun rouge, ou une combinaison dont la formule est CufO, FefOa. En traitant ce- composé en vase clos par de l'ammoniaque, le bioxyde de cuivre se dissout seul et la liqueur est incolore ; le sesquioxyde hydraté de fer reste (2). Il a le pouvoir de décomposer l'eau : ainsi, quand un protosel de fer est précipité avec excès de potasse, et que le tout est bouilli, l'hydrogène s'évapore assez abondamment, et il se forme de l'oxyde magnétique de fer (3).

(1) Jahresb., p. 401-465; 1855.

(2) Berxélius, Traité, t. II, p. 674.

(5) Frémy, Ann. de Chim. etde Phys , t. XII, p. 365; 1844.

Sesquioxyde de fer. Oxyde rouge de fer. Fe*Os. — 11 cristallise dans le système rhomboédrique. En cristaux, il est d'un gris d'acier, avec éclat métallique brillant; il marque en rouge ou rouge brun. Les minéraux connus sous le nom de fer spéctdaire et de minerais micacés sont formés par cet oxyde. En lamelles minces, telles que l'offrent ces minerais, il transmet une lumière rouge. La pesanteur spécifique du sesquioxyde natif est de 5.191 à 5.230 (1), et celle de l'oxyde artificiel a été évaluée par M. H. Rose à 5.1 7. L'oxyde préparé artificiellement n'est pas magnétique, mais l'oxyde cristallisé natif l'est légèrement (2). Il n'est pas volatil, quoique l'apparition du fer spéculaire dans les cratères des volcans puisse le faire supposer. Cependant Mitscherlich a démontré que ce minéral n'avait pas été sublimé, mais qu'il s'était produit à une température élevée par le contact de la vapeur d'eau et de la vapeur du sesquichlorure de fer qui se décomposent avec formation d'acide chlorhydriquë et de sesquioxyde de fer cristallisé (3).

Il n'est pas fusible, excepté à des températures très-élevées, et alors il perd de l'oxygène et donne naissance à de l'oxyde magnétique, Ainsi, d'après M. H. Rose, il fond au four à porcelaine, mais en même temps il se réduit en oxyde magnétique (4). Lorsque le sesquioxyde de fer est fortement chauffé au contact du fer métallique, il se réduit en oxyde magnétique. Si l'on introduit au fond d'un creuset de fer forgé du fil de fer mince coupé en petits morceaux, et que l'on place dessus quelque peu de sesquioxyde de fer, puis du fil de fer coupé et ainsi de suite, de façon à remplir le creuset ; si l'on enferme ce creuset dans un autre creuset d'argile couvert, et que Ton chauffe fortement, on trouve, après refroidissement, du fil si adhérent, qu'il faut briser le creuset au ciseau et au

(i) G. Rom, Pogg. Ann.y t LXXIV, p. 440.

(2) H. Rose, Anal. Chem., 1. 1, p. 121 ; 1851. On a préparé récemment un oxyde rouge artificiel qui est magnétique.

f3) Pogg. Ain., t XV. p. 630.

(4) Pogg. Ann., t. LXXIV, p. 440.

*t PROPRIÉTÉS CHIMIQUES DU FER.

marteau. Le sesquioxyde de fer est remplacé par une poudre noire très-cristalline, attirable à l'aimant, et qui rend à l'essai 73.9 pour 100 de fer, c'est-à-dire 1.5 de plus qm l'oxyde magnétique.

On peut réduire facilement l'oxyde à l'état métallique en le chauffant au rouge au contact du carbone, de l'oxyde de carbone, de l'hydrogène, de l'ammoniaque ou du cyanogène. Lorsque la réduction s'opère par l'un de ces agents à une température relativement basse, le métal reste à l'état pulvérulent; mais si la température est élevée, il se produit une masse métallique ad* hérente, que l'on peut facilement forger en un métal solide. Il n'est pas nécessaire, pour que la réductionsoitcomplète, comme nous l'avons vu précédemment, qu'il y ait contact intime entre le carbone et le sesquioxyde (1), On peut convertir en fer métallique des morceaux d'oxyde de dimensions considérables, de la grosseur du poing par exemple, en les soumettant au rouge vif pendant plusieurs heures, au milieu de gros poussier de charbon. Il se réduit d'abord en oxyde magnétique, et, d'après Berthier, si la masse n'est pas trop volumineuse, il se transforme en totalité en cet oxyde, avant qu'il se forme du fer métallique; « puis la réduction se propage de la surface au h centre, en s'opérant de telle manière qu'à mesure qu'il se « produit du fer métallique à la surface, il se forme un oxyde « moins élevé que l'oxyde magnétique, celui des battitures, « dans l'intérieur et jusqu'au centre, mais en proportions dé- « croissantes de la surface à ce point (2). » Dans la réduction par l'hydrogène, l'oxyde magnétique est le premier à se former, et si l'on opère à une très-basse température, la totalité consistera parfois en oxyde magnétique, et le produit sera noir au lieu d'être gris.

On fabrique en grand le sesquioxyde de fer à l'état de poudre amorphe, dont la couleur varie beaucoup suivant le procédé

(1) Métallurgie, t. I, p. 26-30.

(3) Traité des Essais, t. II, p. 186.

employé ; il est en usage surtout dans les arts céramiques pour donner des teintes rouges , brunes et violettes (i). Ainsi, les sels suivants de sesquioxyde de fer), le sulfate basique, le sulfate et l'azotate, produisent chacun par la calcination un rouge très-vif, un rouge foncé, et un brun-noirâtre (2). On emploie encore le sesquioxyde de fer pour polir les plaques de verre, et dans ce but on fait calciner du sulfate de protoxyde de fer (vitriol vert) à une chaleur rouge, et Ton soumet le résidu, appelé colcothar, à la trituration et à la lévigar* tion. La poudre rouge que l'on vend sous le nom de rouge à polir l'argenterie, n'est que du sesquioxyde de fer très-finement broyé et lavé» Dans un échantillon que nous avons examiné, nous avons trouvé du mercure; cet ingrédient ne saurait être toléré; car, s'il abrège le travail du polissage, il augmente certainement l'usure de l'argenterie» On peut obtenir une belle variété micacée de sesquioxyde de fer en faisant chauffer avec précaution un mélange de sulfate de protoxyde de fer bien sec avec deux ou trois fois son poids de sel ordinaire. Le sulfate de soude qui se forme, est retiré par le lavage à l'eau, en même temps que le sel ordinaire en excès. L oxyde ainsi préparé est bon, dit-on, pour polir. 11 est difficilement atta-r que, même par l'acide chlorhydrique à chaud.

Par la calcination avec un excès de soufre, le sesquioxyde de fer se convertit en sulfure avec production d'acide sulfureux. A une température élevée, il joue le rôle d'un acide vis-à-vis les bases fixes. Ainsi qu'il a déjà été dit, il forme des combinaisons fusibles avec la chaux (3). Quand on le chauffe fortement avec du carbonate de potasse ou de soude» l'acide carbonique est chassé, et par l'action de l'eau sur le produit, l'alcali caustique se dissout en abandonnant du sas* quioxyde de fer.

(i) Brongniart, Traité des Arts céram., t. II, p. §>16; 18*4. {*) Berzélios, Traité, u II, p. 668.

(3) MéfUwrg*, 1. 1, p. 67.

Le sesquioxyde est insoluble dans l'eau ou dans les solutions alcalines et ammoniacales; il se dissout dans les acides sulfurique, azotique, chlorhydrique et dans d'autres acides; mais lorsqu'il est cristallisé, où après calcination, la dissolution s'opère très-lentement, même à laide de la chaleur ; le meilleur dissolvant est l'acide chlorhydrique. En effectuant la dissolution dans cet acide, nous avons constaté qu'il convient de réduire premièrement l'oxyde en le chauffant à la chaleur rouge, dans un creuset de porcelaine fermé par un couvercle percé d'un trou par lequel on peut introduire un jet d'hydrogène ou de gaz d'éclairage. La réduction complète ayant lieu en quelques minutes, le fer métallique se dissout rapidement ; et, s'il est nécessaire, le protochlorure de fer formé peut être immédiatement converti comme à l'ordinaire en sesquichlorure en le faisant bouillir avec un peu de chlorate de potasse ou d'acide azotique. On épargne ainsi beaucoup de temps.

En chauffant au chalumeau, dans la flamme oxydante, une perle de borax ou un fil de platine avec une petite quantité de sesquioxyde de fer, elle reste jaune tant qu'elle est chaude, mais incolore quand elle est froide ; avec une plus forte addition d'oxyde, elle est rouge lorsqu'elle est chaude, et jaune lorsqu'elle est froide. En augmentant davantage encore la proportion, la couleur est rouge foncé à chaud et jaune foncé à froid. Dans la flamme réductrice, elle devient d'un vert de bouteille ; et chauffée dans cette flamme sur du charbon, avec addition d'étain, elle commence par être d'un vert de bouteille, puis, le souffle se prolongeant, elle acquiert la couleur du vitriol vert. Mélangé à du sel microcosmique, dans la flamme oxydante, une certaine quantité de l'oxyde donne une perle d'un rouge jaunâtre quand elle est chaude, mais en refroidissant, elle devient d'abord jaune, puis grisâtre, et enfin incolore. Par une addition considérable d'oxyde, la perle est d'un rouge foncé à chaud, et, par le refroidissement, d'un rouge brun, puis vert sale, et enfin d'un brun rougeâtre. La couleur disparaît parle

refroidissement beaucoup plus vite qu'avec des perles de borax. Dans la flamme réductrice, la perle ne paraît pas changer par une faible addition d'oxyde ; par une addition plus forte, elle est rouge à chaud, et en refroidissant elle devient premièrement jaune, puis grisâtre, et enfin rougeâtre; traitée avec de l'étain sur du charbon, la perle tourne au gris en refroidissant, et reste finalement incolore (1).

Sesquioxyde de fer hydraté. — Le sesquioxyde de fer se combine avec l'eau, en formant des hydrates définis qui perdent toute leur eau à la chaleur rouge. Il est précipité à l'état d'hydrate brun rougeâtre volumineux par l'addition d'ammoniaque, de potasse caustique, ou de soude, dans les solutions de sels qui contiennent cet oxyde comme base, tel que le sesquichlorure de fer. Il retient quelques-uns des précipitants alcalins fixes qu'on ne peut extraire par le lavage. Quand il est récemment précipité, sa formule est Fe*08, 3HO; à cet état, il est facilement soluble dans les acides, et paraît, au microscope, parfaitement amorphe. Pourtant, si on le garde pendant quelque temps sous l'eau, il devient cristallin, bien moins facile à dissoudre dans les acides, et a pour formule 2Fef0a, 3HO, de sorte qu'il perd la moitié de l'eau qu'il contenait primitivement (2). Quand il est bouilli dans l'eau pendant trois ou quatre minutes, sa formule devient Fe*0*,HO; exposé à l'action de l'eau, à 160° G. ou à 186° G., dans des tubes fermés, pendant huit jours, il devient anhydre, d'après Sénarmont (3). M. Sçhiff a examiné un échantillon de sesquioxyde de fer hydraté qui était resté plus de quinze ans sôus l'eau à la température ordinaire, et il assure qu'il avait encore la môme formule (4). L'hydrate s altère beaucoup par un séjour de sept ou huit heures dans l'eau bouillante. Il devient rouge-brique, et il est à peine at-

(1) Plattner, MMrfcuMf, p. 146; 1853.

(2) Bucboer, Gmêlm Handbook, t. V, p. 198.

(3) Ann. de ttiim. etde Phys., t. XXXII, p. 146; 1851.

(4) L. u. K. Jahresb., p. 188 ; 1880.

taqué par l'acide azotique concentré bouillant ; l'acide chlorhydrique concentré ne le dissout qu'à la température d'ébullition , ou aprèsun contact prolongé . Dans le mémoire remarquable de M. Graham sur la dialyse, on trouve quelques observations intéressantes sur le sesquioxyde de fer hydraté. En dialysant une solution de sesquichlorure de fer très-basique, il obtint une solution aqueuse presque pure de sesquioxyde de fer. L'eau qui contient près de 1 pour 100 de cet hydrate en solution, a la couleur rouge foncée du sang veineux* Cette solution peut être concentrée en la faisant bouillir jusqu'à un certain point ; elle prend alors la consistance pectineuse, c'est-à-dire que l'hydrate se sépare et se coagule en une sorte de gelée. La coagulation à froid est causée par des traces d'acide sulfurique, par les alcalis, les carbonates alcalins, les sulfates et les sels neutres en général, mais non par les acides chlorhydrique, azotique ou acétique, ni par l'alcool ou le sucre. Le ooagulum est sous forme de gelée d'un rouge foncé, pareil aux caillots de sang, mais plus transparent; une fois formé, soit en précipitant, soit spontanément, et sans aucune addition à la solution de sesquioxyde de fer, il n'est plus soluble dans l'eau, à chaud ni à froid, mais il se dissout entièrement dans les acides dilués. Somme toute, c'est du sesquioxyde de fer hydraté ordinaire ; de sorte qu'il y a une forme soluble et insoluble de cette substance à l'état colloïdal. M. Graham est d'avis que l'hématite naturelle, dans les concrétions mammillaires, est colloïdale. Il existe aussi un méta-sesquioxyde de fer soluble qui résulte de l'action prolongée de la chaleur sur une solution d'acétate. La propriété caractéristique qui indique la nature allotropique de cette substance, est la couleur orange rouge et opaline de sa dissolution. Il est entièrement précipité en ocre brun par une trace d'acide sulfurique ou de sel alcalin, et il est insoluble dans tous les acides à froid, même concentrés (1).

(1) PhU. Tram., 13 juin 1861, p. 208. Voir aussi Jtoferato *ur h mqutoeydê d$ f$r

Sesquioxyde de fer et chaux* — On a vu dans le premier volume (1) que cet oxyde se combine avec la chaux par voie sèche; ils se combinent aussi par voie humide. M. Pelouse a décrit un composé ayant pour formule 4 CaO, Fe'O*, Il est précipité par l'addition d'un excèg de potasse dans une solution aqueuse de chlorure de calcium et de sesquichlorure de fer dans le rapport de 4 équivalents ; 1 . C'est une poudre d'un blanc de neige, légère, amorphe, qui devient brune par le séjour à l'air, par suite de la formation de carbonate de chaux et de la mise en liberté du sesquioxyde de fer. On peut le garder aussi longtemps qu'on veut, pourvu que l'air soit exclu. Quand il est nouvellement produit, il est plus ou moins brun ; un peu de sesquioxyde de fer se trouvant précipité apparemment à l'état de combinaison, se combine quelques heures après avec la chaux, et le précipité devient blanc quoiqu'il contienne près de la moitié de son poids de sesquioxyde de fer ; il est insoluble dans l'eau pure ou sucrée. C'est un composé très-peu stable, qui se décompose par l'acide carbonique ou lorsqu'il est bouilli avec un carbonate so lubie. On peut le faire bouillir avec de la potasse caustique, sans qu'il subisse aucun changement (2)*

Quelque temps avant la publication du mémoire de M. Pelouze, M. Mercer, de Manchester, nous avait informé que le sesquioxyde de fer et la chaux se combinaient par la voie humide.

Oxyde magnétique de fer. Fe*0\ ou FeO + Fef08. — Il cristallise dans le système cubique; on le trouve en beaux * cristaux dans la nature, ainsi que dans diverses opérations métallurgiques, et surtout dans la fabrication du fer. Nous l'avons souvent remarqué dans les produits des fourneaux, généralement en octaèdres, bien que nous ayons un échantillon provenant des usines à fer de Blaina, dans le Monmouthshire, dont les cristaux sont des dodécaèdres rhombiques

modifié par la chaleur, par Péan de Saint-Gilles, Ann. de Chim. et de Phy$.y t. XLff, p. 47; 1866.

(1) MélaUurgie, t. I, p. 67.

{%) Jim. * CM*, et d§ Phy9., U XXXIII, p. 6; I8M.

et rivalisent avec les cristaux natifs de Traversella. Nous possédons également des scories où de petits octaèdres se trouvent empilés les uns sur les autres, de façon à être pris à première vue pour des prismes. La poudre de cet oxyde est noire comme la masse et il tache en noir. Lorsqu'il est cristallisé, il est opaque et a l'éclat métallique. La pesanteur spécifique de l'oxyde natif varie de 4.98 à 5.20; il n'est pas volatil et fond à des températures très-élevées. Dans certains procédés de la fabrication du fer, où les jets d'air atmosphérique sont lancés sous un angle aigu sur de la fonte en fusion, une masse de petits globules sphériques creux, que l'aimant attire fortement, tombent sous forme de pluie de toutes les parties de l'atmosphère environnante. Nous en avons rassemblé des kilogrammes sur le sol; nos vêtements et surtout les bords de notre chapeau en étaient couverts. Ces globules contiennent cependant de la silice qui est séparée à l'état gélatineux par l'acide chlorhydrique, en même temps que du sesquioxyde et du protoxyde de fer. M. Smith les a analysés au laboratoire métallurgique de l'Ecole royale des mines, et il leur a trouvé la composition suivante :

Protoxyde de fer 28.91

Sesquioxyde de fer 37.44

Silice 24.40

Alumine avec des petites quantités d'oxyde de

manganèse, de chaux et de magnésie 9.55

Fer métallique pour 400 48,70

Cette proportion de sesquioxyde exigerait 16.85 de protoxyde de fer pour former de l'oxyde magnétique, ce qui laisserait 12.06 de protoxyde de fer en combinaison avec la silice. En supposant que la totalité du fer soit à l'état de protoxyde et combiné avec la silice pour former 3FeO,SiOa, il manquerait environ 2.57 de silice. L alumine provient probablement des cendres de coke sous lesquelles la fonte de fer était en fusion

durant l'affinage. Comme la silice décompose le sesquioxyde de fer à une température élevée, en formant du silicate tribasique de protoxyde de fer et en dégageant de l'oxygène, il est possible que cette action ait continué à se produire lors de la projection des globules et que l'oxygène, mis en liberté, ait en quelque manière déterminé la projection.

Ce qu'on a dit relativement à la réduction du sesquioxyde, s'applique également à l'oxyde magnétique de fer. Il se réduit par le potassium ou le sodium à l'état métallique, à environ 300° C, avec un léger dégagement de lumière et de chaleur; tandis que le fer métallique réduit complètement les oxydes de ces métaux à une température élevée (1). 11 se combine avec environ 7 pour 100 d'eau et forme un hydrate; c'est ce composé qui résulte de l'action de l'air sur le précipité blanc formé par l'addition d'une solution de potasse ou de soude dans les sels de protoxyde de fer. Il est d'abord d'un vert terne, puis noir, et par un séjour prolongé il se convertit en sexquioxyde hydraté brun. Il se produit de même instantanément, dès qu'on ajoute les mêmes précipitants alcalins ou de l'ammoniaque, aux solutions de sels de protoxyde et de sesquioxyde mér langés dans un rapport convenable. Après dessiccation, ce dernier précipité se change en une masse noire agglutinée dont la cassure est vitreuse et la poussière brune. 11 est magnétique comme l'oxyde anhydre. Chauffé en vase clos, il perd son eau. L'oxyde magnétique s'obtient en faisant bouillir de la limaille de fer en excès, avec de l'eau et du sesquioxyde de fer hydraté tel qu'il résulte d'une addition convenable d'ammoniaque dans une solution de sesquioxyde, après avoir bien lavé le précipité sans le sécher. L'eau se décompose avec dégagement d'hydrogène fétide qui continue jusqu'à ce qu'il se forme du protoxyde en quantité suffisante pour former de l'oxyde magnétique avec le sesquioxyde présent. Le produit

(1) Gmelin, Handbook, t. V, p. 193.

est un hydrate noir, pulvérulent, d'oxyde magnétique dont on peut retirer l'excès de fer métallique par lévigation. Quand on chauffe dans un creuset du protochlorure de fer solide avec un excès de carbonate de soude, de l'oxyde magnétique se forme, et en le lavant avec de leau , il tombe à l'état de poussière noire cristalline que Ton peut sécher sans qu'il s'oxyde davantage (1). Lorsqu'on met de l'oxyde magnétique anhydre et de l'oxyde hydraté dans un vase clos, avec assez d'acide chlorhydrique, par exemple, pour dissoudre le protoxyde présent, le dernier oxyde seul se dissoudra.

Oxyde des battitures. — Quand le fer est chauffé au rouge, comme dans le recuit de la tôle, ou à une température encore plus élevée, comme dans le forgeage du fer en barre, sa surface se recouvre d'oxyde qui se détache en grande partie, en pliant ou en martelant le métal a froid, ou encore en le plongeant chaud dans l'eau froide. C'est cet oxyde qu'on connaît sous le nom de battitures de fer, de scories de marteau ou de pailles de fer. Il est noir, opaque, d'un éclat faiblement métallique; il se fond aune température élevée et est très-magnétique. Berzéliusa examiné un morceau de fer qu'on avait maintenu dans un fourneau pendant vingt-quatre heures ; il était couvert d'une croûte de 0",003 d'épaisseur qui, dans sa cassure, présentait deux couches distinctes. L'une à l'intérieur était brune, bulleuse, sans grand éclat et faiblement attirée par l'aimant; celle de l'extérieur présentait à la surface une mince couche de sesquioxyde à teinte rouge; sa cassure était compacte, brillante, d'un gris de fer; elle était dure, tenace, plus fortement attirée par l'aimant que la première. Ces couches furent analysées séparément par M. Mosander; en voici les résultats :

COMPOSITION POUR OMT.

Couche intfriMi*. GMchc «ttériew*

Protoxyde de fer 72.92 64.23

Sesquioxyde de fer 27.08 35/77

(1) Liebig et Wôhler, Berzélios, Trailé, t. II, p. 672.

Mais en analysant de nouveau isolémeùt les moitiés intérieure et extérieure de ld couche exteriie, M. Mosaùder trouva que la proportion de sesquioxyde de fer diminuait vers Tintérieur ; ainsi la couche interne était toute homogène, et sa composition pouvait se représenter par la formule eFcO^eH)3 (1). M. Smith a fait au laboratoire métallurgique les expériences suivantes sur la formation de l'oxyde des battitures. Le fer employé pour les expériences provenait d'un morceau de fer forgé, de 6 centimètres carrés et 0m . H 4 de long, et de six morceaux de fer feuillard de (T. M 4 de long et de 0.029 de large sur 0ra.0016 d'épaisseur, qii'ôn empilaen les maintenant séparés par des traverses en fil de fer fort. On plaça le tout sur des briques réfractaires et on chauffa dans un moufle , la température passant progressivement du rouge-cerise au rouge blanc. Au bout de deux heures et demie, on retira un des morceaux de fer plat, et quand il fut froid on examina les battitures. Cet oxyde fut facilement détaché de la surface du fer, et Ton trouva qu'il consistait en trois couches :

1° Couche extérieure. — Couleur d'un noir gris rougeâtre; éclat terne et dans quelques endroits faiblement métallique ; cassant, très-mince, formant des vésicules dans quelques endroits, insensible à l'aimant; la couleur de la poussière fine était rouge brun.

2° Couche centrale. — Couleur noire grisâtre ; éclat métallique; cassure brillante et fibro-cristalline; les fibres sont disposées transversalement à la surface; l'oxyde est très-sensible à l'aimant; poudre noire; épaisseur 0m.0008 environ; elle forme la partie dont la battiture est essentiellement composée. 3° Couche intérieure. — Elle se trouve en contact avec la surface du fer et forme une couche mince, noire, cristalline, recouverte de nombreux cristaux octaédriques trèspetits. On la détache facilement du fer en le pliant sur lui-

(1) Berzélitw, Trailé,i. H, p. 674.

même ; on trouve alors que la surface du fer est revêtue ça et là de ces petits cristaux; la poudre est noire et sensible à l'aimant, mais moins que le n° 2.

On sépara avec soin des portions de chacune des trois couches, afin de déterminer leur composition pour cent :

Protoxyde de fer. .

Sesquioxyde de fer.

Couche extérieure 4.20 98.80

ft.

Couche centrale.

Couche intérieure.

Fer pouT 100. . .

Formules . . • . .

Fe«08

3FeK)M-10FeO FeK)*+6FeO

ou ou 3Fe80*+7FeO Fe*OM-5FeO

On continua l'expérience, la chaleur du moufle étant élevée du rouge vif au blanc jaunâtre, et au bout de deux heures on retira un autre morceau de fer plat afin d'examiner l'oxyde, comme précédemment. Il consistait en trois couches ressemblant par leurs caractères physiques et externes, à ceux décrits plus haut. On se borna à analyser les couches extérieure et centrale :

Protoxyde de fer. . .

Sesquioxyde de fer.

Fer pour 100. .. .

Formules

On laissa alors le fourneau se refroidir, et le matin suivant, on retira du moufle les morceaux de fer qui restaient. L'oxyde intérieur, détaché d'un des morceaux de fer plat, avait pour composition :

Couche extérieure

Couche centrale.

Fe*0*

2Fe*0>+5FeO

ou 2Fe30*+3FeO

Protoxyde de fer 53.23

Sesquioxyde de fer • . . , * 46,77

100,00 Fer pour 100 74.14

Formule , 2Fe,Oï+5FeO

ou 2Fe*OM-3FeO

L'oxyde du fer en barre avait des caractères externes identiques à ceux déjà constatés ; il était de même divisé en trois couches. La couche du dehors et celle du milieu avaient pour composition :

Couche extérieure. Couche centrale.

Sesquioxyde de fer 99.68 59.00

Fer pour 100 70.02 73.18

Formules Fe'O3 2Fe*08-+-3FeO

ou 2Fe8OM-FeO

Oxyde velouté. — L'extrémité du fer en barre, exposée à la température la plus élevée au fond du moufle, était couverte, sur environ 0",0016 d'épaisseur, d un oxyde à reflet velouté, de structure mammi Maire et à cassure cristalline ; le dessous était terne et offrait des cristaux mal formés ; la poudre, d un brun rougeâtre foncé, se laissait toute entière attirer par l'aimant. Il se dissolvait bien dans l'acide chlorhydrique en laissant une trace de silice floconneuse, et était composé de :

Protoxyde de fer 10,73

Sesquioxyde de fer 89.27

Fer pour 100 . . . • 65.93

Formule 4FefOM-FeO

ou Fe3OM-3Fe*Os

Un morceau de fer plat, calciné dans une des expériences sur une brique de Dinas, fut trouvé au sortir du moufle entièrement à l'état d'oxyde, mais il conservait encore sa forme. Il s'était converti en un oxyde noir, vitreux, compacte et friable ; la surface externe avait un faibje éclat métallique et la poussière était sensible à l'aimant ; il se composait de :

Protoxyde de fer f . . , , f , , 54.89

Sesquioxyde de fer 37.49

Silice (par diffézence) 7.62