MÉTALLURGIE DU CUIVRE

Le cuivre était en usage depuis les temps les plus reculés dont la tradition ait gardé le souvenir. Les anciens le tiraient de différents pays, entr'autres de Tîle de Chypre, où, suivant Pline, ce métal fut découvert pour la première fois. Le cuivre de cette île était connu sur le marché de Rome sous le nom d'œs Cyprium^ ou cuivre de Chypre {\). L'adjectif cyjoriwm, empftyé d'abord pour désigner la localité, devint bientôt après, par corruption, le substantif cuprum^ qui remplaça le nom original œs; le mot anglais copper vient de cuprum.

Couleur. — Le cuivre se distingue, de tous les autres métaux ou composés métalliques, par sa couleur rouge, excepté du titane qui se présente souvent dans les hauts-fourneaux.

Eclat. — Il est susceptible de recevoir un poli très-brillant.

Système cristallin. — Sa cristallisation est régulière ; fondu, on l'obtient quelquefois sous la forme de squelette octaédrique imparfait, ou d'octaèdres solides d'une dimension considérable.

Malléabilité et ductilité. — Il possède ces qualités à un trèshaut degré. On peut le laminer en tôles très-minces, l'étendre en feuilles et l'étirer en fils. En le laminant et en le martelant à froid* il devient dur, mais on lui rend sa malléabilité par le recuit au

(1) ffaU Mut. L. XXXIX. Cap. i, H. Sillig. 1851.

rouge. 11 est sans importance, dans cette opération, de laisser le cuivre chauffé se refroidir rapidement ou lentement.

Ténacité. — Suivant Sîbkingen, un fil de 0'^,0031 6 de diamètre supporte, sans se rompre, un poids de i 51 kil. (i ), quoique, d'après Berthier, un fil de 0°*,002 de diamètre se rompe sous un poids de 137 ^",4 (2). De pareils résultats n'ont de valeur qu'accompagnés d'indications précises sur le *degré de pureté du cuivre, son mode particulier de préparation et les conditions exactes de température, etc., pendant l'essai.

Chaleur spécifique. — 0,09515, entre 0« C et 100°C(Regnault).

Dilatation linéaire par la chaleur. — Les résultats publiés ne sont pas parfaitement d' accord. SuivantTroughton, le coefficient .de la dilatation linéaire du fil de cuivre est de 0,000019188 , c'est-à-dire le degré de dilatation d'une unité de longueur par i%C.

Action de la chaleur. — Le cuivre entre en fusion à une température plus basse que l'or et plus élevée que l'argent ou, suivant les degrés fixés par M. Pouillet sur le point de fusion de ces métaux, entre 1200* et <000%C. Il se volatilise aisément sous l'action du chalumeau à gaz oxy-hydrogène. Sa volatilisation n'est pas sensible dans des vases clos soumis à la haute température d'un four à porcelaine ; ainsi, à Sèvres, Berthier a soumis, dans un creuset brasqué, un poids déterminé de cuivre à la chaleur d'un de ces fours, pendant toute la durée d'une cuisson^ et il a trouvé que la perte la plus forte ne dépassait par 1/2 pour 100. A une température inférieure, mais peu éloignée de son point de fusion, il devient si cassant qu'on peut facilement le réduire en poudre par la trituration. Il est d'usage dans les fonderies de chauffer aussi les lingots de cuivre pour les mettre en morceaux. La cassure d'un lingot brisé, pendant qu'il est fortement chauffé, est grossièrement fibreuse ou à colonnes ; on aperçoit confusément, parmi les fibres, des octaèdres imparfaits.

(1) Berzelius. Traité de Chimie, 1S40, t. ii, p. 519. (S) Berthier. Traité des Etiaiê, t. ii, p. 395.

Quand on fond du cuivre relativement pur, et qu'on le verse dans un moule, sans Texposer à Toxygène atmosphérique, la surface supérieure s'abaisse considérablement en se refroidissant, et on obtient un lingot solide. Cependant, d'après Karsten (1), la surface du cuivre se soulève dans la lingotière pendant la solidification qui suit la fusion ; ce point sera discuté à fond plus tard.

PROPRIÉTÉS CHIMIQUES Poids atomique 31,648

Action de r oxygène. — 11 y a deux oxydes de cuivre qu'il importe au métallurgiste de connaître : ce sont l'oxyde rouge, oxydule^ ou sous-oxyde, et l'oxyde noir, oxyde simplement, ou protoxyde. A la température ordinaire de l'air, l'oxygène à l'état sec ou humide n'agit pas sur le cuivre, mais quand ce métftl est exposé à l'action de l'oxygène humide et de l'acide carbonique, sa surface se recouvre d'une poussière grise de carbonate de cuivre appelée communément, mais à tort, vert-de-gris^ qui est de l'acétate de cuivre. Quand le cuivre est chauffé au rouge, au contact de l'air, sa surface se convertit en un oxyde foncé, ou battiture de cuivre, qu'on détache plus ou moins parfaitement, en plongeant le cuivre chaud dans de l'eau froide, ou en le pliant sur lui-même, après refroidissement. Une feuille de cuivre peut être convertie en peu de temps tout à fait en oxyde en la réchauffant et en détachant alternativement la croûte. Une quantité considérable de ces battitures se produit dans le recuit des tôles passées aux laminoirs. Bien qu'elles aient une couleur superficielle d'un gris foncé presque noir, elles sont composées presque entièrement d'oxydule ; leur cassure est cristalline et en lamelles minces; elles donnent à la lumière par transparence une teinte de rubis. Détachées de la surface du cuivre, elles peuvent être exposées pendant longtemps au rouge vif dans un moufle, sans acquérir, dans une proportion sensible,

(i)Sy«/. t. V, p. «57.

un plus haut degré d'oxydation ; mais si on les chauffe ainsi, après les avoir réduites en poudre, elles gonflent d'une manière notable, et se changent avec rapidité et complètement en oxyde. Quand on chauffe du cuivre finement divisé (tel qu'on l'obtient par la précipitation du sulfate de cuivre au moyen du fer ou par la réduction, à une basse température, des oxydes de cuivre par rhydrogène, au contact de Tair et bien au-dessous du rouge, il s'oxyde facilement.

Sous-oxyde de cuivre^ ou oxydule. — Formule Cu^O. — Sa cristallisation est régulière. 11 fond entre le rouge vif et le rouge blanc. 11 se forme toujours quand on chauffe du cuivre au rouge, sous l'action de l'air, ou au contact de l'oxyde de cuivre. Il se réduit facilement au rouge par l'hydrogène, l'oxyde de carbone, le charbon de bois, et par d'autres matières charbonneuses, ou par des métaux ayant une grande affmité pour l'oxygène, tels que le fer et le zinc. Quand il est en poudre, il se convertit rapidement en oxyde, pourvu qu'on le chauffe au rouge sous l'action de l'air. Par l'action de l'acide sulfurique étendu, il est réduit en oxyde qui se dissout, et en cuivre métallique finement divisé, qui reste. L'action de l'acide azotique sur l'oxydule, excepté quand il est étendu et à froid, produit de l'azotate de protoxyde. Il se dissout dans l'acide chlorhydrique et l'ammoniaque ; cette dernière dissolution, d'abord incolore, devient bleue par le séjour à l'air. On l'emploie pour donner au verre une belle couleur de rubis.

Protoxyde de cuivre^ ou oxyde. — Formule CuO. — Cet oxyde forme la base ordinaire des sels de cuivre : suivant Berthier, il fond au rouge blanc. Il est facilement réduit, comme l'oxydule, par les mêmes agents de réduction. MM. Favre et Maumené ont constaté que, si l'oxyde est porté à une température voisine du point de fusion du cuivre, il laisse échapper un jet régulier d'oxygène, qui, une fois dégagé, ne se reproduit plus, bien qu'on augmente la chaleur (1). Dans quatre expériences, la perte d'oxygène

(i; Jahres Berieht. Berzelius, ISIG, p. 184>

OXYDULE ET SILICE 5

avarié de 8,0 à 8,2 pour 100. Le résidu fondu était noir et se composait de 2Cu^O+CuO. Longtemps avant ces essais, nous avions reconnu que l'oxyde de cuivre, soumis dans un oreuset d'argile, à une haute température, dans un fourneau d'essai ordinaire, devient brun et forme une masse frittée ; mais nous n'étions pas sûr que la réduction fût le simple effet de la chaleur et nous pensions qu'une réduction partielle avait pu être opérée par les gaz du fourneau. L'oxyde se dissout dans l'ammoniaque en donnant une dissolution d'un bleu foncé. Quand on verse l'ammoniaque sur l'oxyde, c'est à peine si on voit une légère coloration se produire ; mais l'addition d'un peu de carbonate ou d'un autre sel ammoniacal fait paraître instantanémejit la couleur bleue.

Oxydule chauffa avec de la silice. — Berthier a préparé des silicates de cet oxyde en chauffant des mélanges de sable quartzeux fin et d'oxyde avec une quantité suffisante de cuivre métallique pour former de l'oxydule.

Oxydule Silice

pour 100 pour 100

i. — 3Cu20,SiO« 82,3 i7,7