Chapitre Ier. — Silicates

La silice forme, avec les différentes bases, des composés d’une fusibilité très-variée; nous les présenterons dans deux articles distincts, suivant que ces silicates sont simples ou mul-

NOTES ET ADDITIONS

tiples. Dans l’article 1", nous indiquerons la fusibilité des silicates simples ; dans l’article 2, nous examinerons celle des composés multiples.

Article 1er. — Silicates simples.

Parmi les alcalis et les terres, \a. propriété fondante à l’égard de la silice croit et décroît comme l’affinité chimique de la base

Berthier fait remarquer que la solubilité dans l’eau suit le même ordre. Pour les oxydes métalliques, la fusibilité devient aussi d autant plus considérable que l’oxyde qui forme le silicate est doué lui-même d’une plus grande énergie chimiuue Mais la même relation n’a plus lieu quand on compare entre elles des bases de familles différentes, les alcalis, le! terres alcalines, les terres, avec les oxydes métalliques, par exemple • mais 1 oxyde de plomb est inflniment plus fondant que la baryte, quoiqu'il soit déplacé par elle dans toutes ses Lbinat

IZes* M f‘ténS,fCateS SimP'eS ParaU dépendre de trois

causes . ) la fusibilité propre de la base; 2“ son énergie chimique; 3° la proportion dans laquelle elle entre dans le composé.

8 i • silicates alcalins.

pémrnT de^sn»11 d l6S “r* P°“aSSe S°nt trés-fusib,es’ A la température de 50 , il ne faut que trois parties de carbonate de

potasse pour former avec la silice un composé très-fluide A la

chaleur de 150», une très-petite quantité d’alcali suffit pour pro

tTff ; ün siiica,e de p°iasse «>“ o,j: :

b ^uxfs/°ünSTSe,fÜnd en Un ^ inC°l0re transparent^ (S), ün silicate contenant 0,9) de silice et 0,09 de no

tasse seulement, donne encore un verre transparent, mais exces

sivement boursouflé, scoriforme, et qui représente le volume de

la silice employée ; il n’y a donc eu que ramollissement (S) Un!

TL I “T8 8rande en°0re d'alCaIi> °’03' ‘"«forme la silice pulvérulente en une masse dure et compacte (S).

7 SÜ>CateS de soude Peuvent être fondus en verres transparents, compactes et plus on moins bulleux. Les silicates

NOTES ET ADDITIONS

contenant 0,91 de silice et 0,09 de soude, celui formé de 0,92 de silice et 0,08 de soude, se fondent en verres bulleux ; celui qui ne contient que 0,06 de soude ne donne qu’un émail blanc légèrement translucide, qui ne doit subir qu’un commencement de ramollissement (S). Cette composition se rapproche beaucoup de la fritte qui donne la transparence à la porcelaine tendre.

Les silicates alcalins ne présentent jamais d’apparence cristalline ; ils tendent même à s’opposer à la cristallisation des silicates terreux, en conservant au composé multiple l’aspect vitreux. C’est sur cette propriété qu’est fondé l’art de la vitrification.

§ 2. Silicates terreux.

Baryte. On a préparé les silicates de baryte en fondant le sable quarzeux et le carbonate de baryte natif. Plusieurs se sont fondus.

Le silicate de baryte contenant 0,55 de silice et 0,-45 de baryte ; celui contenant 0,652 de silice et 0,348 de baryte, fondent (S) en masses compactes, translucides, d’un blanc grisâtre, à cassure conchoïde un peu cireuse comme celle du pétrosilex. Les composés qui contiennent des proportions de silice moindres que celles qui précèdent sont les seuls fusibles.

Strontiane. La strontiane est beaucoup moins fondante à l’é-

gard de la silice que ne l’est la baryte : car 0,555 de silice et 0,445 de strontiane donnent un émail blanc à peine translucide.

Chaux. Lorsqu’on chauffe très-fortement du carbonate de chaux avec de la silice réduite en poudre très-fine, il y a combinaison, et lorsque la chaux domine, le silicate se dissout en totalité dans les acides ; mais il n’y a fusion que lorsque la chaux et la silice sont employées dans des proportions qui ne peuvent varier qu’entre des limites peu distantes. Dans le cas le plus faorable, on n’obtient de fusion complète qu’à l’aide de la plus haute température du fourneau à vent. Si la chaux est à la silice dans un rapport plus grand que 65 à 35, le mélange

NOTES ET ADDITIONS

reste pulvérulent; si le composé renferme 0,33 de silice et 0,63 de chaux, il y a commencement de ramollissement; les composés

Silice . 0,528 0,622 0,756

Chaux.... 0,472 0,378 0,244

fondent ou se ramollissent. Le premier composé, au four à porcelaine, donne un culot pierreux à grains lamelleux; au fourneau à vent, il fond en une masse demi-vitreuse, à cassure luisante, après deux heures de feu.

Le deuxième composé (S) fournit un culot scoriforme qui ressemble à de la porcelaine, assez dur pour rayer le verre.

La dernière composition se transforme en un culot qui s’égrène entre les doigts (S), et en un verre transparent poreux

Magnésie. On a essayé les silicates de magnésie :

N° 1. tN° 2. No 3. N° 4.

Magnésie.... 0,722 0,565 0,401 0,300

Les nos 1 et 2 n’ont pas même subi de ramollissement, mais il y avait eu combinaison, car les culots faisaient gelée avec les acides. Pour le n° 3, il y a eu ramollissement sans fusion ; enfin, pour le n° 4, il y avait eu commencement du fusion.

Alumine. La silice à l’état de quarz et l'alumine calcinée ne sont douées que d’une énergie chimique très-faible ; elles ne se combinent donc que très-difficilement, même à une tempéture élevée. On trouve bien certainement ramollissement dans certaines argiles, mais les alcalis que les argiles contiennent doivent exercer leur influence sur ce phénomène. Les argiles démontrent, dans tous les cas, qu’aucun silicate d’alumine n’est fusible à la plus haute température de nos fourneaux.

On a fait artificiellement, avec de la silice et de l’alumine provenant du sulfate simplement calciné, les silicates suivants :

Silice . 0,357 0,474 0,643 0,730

Alumine.... 0,643 • 0,526 0,357 0,270

NOTES ET ADDITIONS

Les deux premiers (S) ont donné une masse agglomérée, mais s’égrenant sous le marteau. Le n° 3 (S), un culot compacte fortement aggloméré à cassure mate et pierreuse.

Le n° 4 (g. f.)y un culot compacte; cassure pierreuse peu luisante.

Les briques, les creusets faits avec des argiles naturelles sont des composés trop complexes pour qu’on puisse attribuer au silicate d’alumine pur les caractères qu’ils présentent, quand on les soumet à l’action ’du feu.

§ 3. Silicates métalliques.

Oxyde de manganèse. Les silicates de manganèse ont été préparés avec le sable de Nemours et du carbonate de manganèse. Les combinaisons suivantes ont été soumises au creuset brasqué dans les fours de Sèvres :

Silice . 0,180 0,338 0,4G6 0,6i0

Protoxyde de manganèse. . . 0,820 0,662 0,534 0,360

Le n° 1 (S) s’est fondu en masse d’un vert sombre compacte à cassure lamelleuse. Le n° 2 a fondu en un culot compacte, sans apparence vitreuse, divisible en lames larges et éclatantes. Le n° 3 a dû présenter une très-grande fluidité. Après le refroidissement, il a la forme d’un culot à peine translucide, rouge de chair, très-fragile, cristallisé comme le précédent.

Le n° 4 n’a présenté qu’un culot facile à écraser entre les doigts, lamelleux en certains points : il n’y a pas eu de fusion complète.

Oxyde de fer. Le fer peut entrer dans la composition des silicates sous trois états d’oxydation variés qui présentent des degrés de fusibilité très-différents. Les silicates de protoxyde et les silicates d’oxyde des battitures sont très-fusibles ; les silicates de peroxyde paraissent infusibles.

Pour obtenir les silicates de protoxyde de fer, on prend des battitures de fer auxquelles on ajoute la quantité de fer en limaille convenable pour amener tout l’oxyde de fer à l’état de protoxyde sous l’influence de la silice. On a fait de la sorte les silicates :

NOTES ET ADDITIONS

Silice .

Protoxyde de fer.. . .

Le n° 1 [g. f. ) a

donné, après le refroidissement, une masse

bulleuse, confusément cristalline et à cavités

garnies

de cris-

taux microscopiques. Cette matière traverse les creusets de terre comme le fait la litharge. Le n° 2 fond très-facilement et laisse un culot à cassure lamelleuse facilement clivable; il perce les creusets de terre avec la plus grande facilité. Le n° 3 forme une masse compacte à cassure inégale avec quelques indices de cristallisation. Le n° 4 fond dans un creuset de terre, sans le percer, en une masse compacte, homogène, à cassure inégale, opaque, conchoïde ou luisante.

Les trois premiers composés forment la base des scories des hauts fourneaux. On les emploie dans quelques localités comme couvertes de poteries ou de grès communs.

On a fait fondre :

Nu 1. N° 2. N° 3. N° 4.

Silice . 0,33 0,00 0,G7 0,75

Battitures . 0,07 0,50 0,33 0,25

Ces mélanges ont donné : le n° 1 (g. f.), une masse légèrement bulleuse, noire, sans éclat, très-fortement magnétique présentant des écailles cristallines et métalloïdes; le n° 2 (g. un verre très-liquide qui a pénétré le creuset ; masse compacte d’un noir métalloïde, très-magnétique, à cassure inégale et luisante. Les nos 3 et 4 (g. /’.), ont fondu comme la précédente, sans traverser le creuset.

Pour les silicates de peroxyde de fer, on a calciné les mélanges suivants :

Silice . 0,377 0,547

Peroxyde de fer. . 0,623 0,453

sans parvenir à les fondre; ils n’ont pas diminué de volume; les culots étaient tenaces et gris noirâtre; leur poussière était rouge.

Oxyde de cuivre. On a préparé les silicates de protoxyde de

NOTES ET ADDITIONS

cuivre en fondant du sable quartzeux, du bioxyde de cuivre et du cuivre métallique :

Protoxyde de cuivre. 0,823 0,699 0,607

Ils ont donné : le n° 1 (p. /.), un culot homogène n’ayant éprouvé qu’un commencement de fusion pâteuse, compacte, tenace, brun-rouge; le n° 2 (g. f.), un culot rempli de petites bulles, cassure inégale et luisante, rouge-violet foncé ; il a dû présenter une grande fluidité; le n° 3 ( g . f.)> un culot de même forme que le mélange des matières, tenace, d’un rouge violacé; a dû n’être que ramolli. Le cuivre est le principe colorant des rouges au grand feu des Chinois. A cet égard, ces essais sont intéressants.

Le silicate de peroxyde de cuivre, contenant 0,421 de silice et 0,579, a donné (g. f.) un culot semblable au précédent et qui n’a dû éprouver qu’une demi-fusion ; il était d’un rouge de sang, ce qui prouve que sous l’influence de la silice le peroxyde de cuivre a été réduit à l’état de protoxyde.

Oxyde d'antimoine. Lorsqu’on fait chauffer au rouge blanc (p. f.) le mélange suivant : 30 gr. acide aniimonieux, 8 gr. antimoine métallique, 11 gr. sable quartzeux, on obtient une pâte molle qui forme un beau verre éclatant, transparent, et d’un jaune de topaze comme les silicates de plomb.

Oxyde d'étain . Le protoxyde d’étain forme un silicate fusible et cet oxyde paraît augmenter la fusibilité des scories dans la composition desquelles il entre pour une portion un peu considérable. Les silicates de deutoxyde d’étain, au contraire, sont infusibles ou peu fusibles ; car l’opacité de l’émail blanc semble due à la dissolution imparfaite du deutoxyde d’étain dans la matière vitreuse.

Oxyde de zinc. Tous les silicates simples d’oxyde de zinc sont infusibles; mais on peut les faire fondre par leur mélange avec d’autres silicates.

Oxyde de bismuth. Cet oxyde se comporte avec la silice et les silicates de même que l’oxyde de plomb; il paraît plus fusible

NOTES ET ADDITIONS. 697

encore; seulement, j’ai pu constater dans ces composés une propriété singulière qui en fait rejeter l’emploi dans la vitrification : ces composés se figent avec la plus grande facilité au sortir du creuset.

Oxyde de plomb. On a fait fondre au fourneau (p. f.) les mélanges :

Silice .

Oxyde de plomb

Ils ont donné : le n° 1 {p. /*.), un verre compacte, sans bulles transparent jaune de résine très-éclatant ; le n° 2 (p. f) un verre compacte, éclatant jaune de soufre; le n° 3, un verre d un jaune pâle ; le n° 4 {p. /.), une masse non fondue {g. f.), un émail spongieux, d’un beau blanc; combinaison et ramollissement sans fusion. L’oxyde de plomb est un des éléments de plusieurs glaçures; mais il donne aux verres qui en renferment beaucoup une altérabilité qui doit en faire restreindre 1 emploi. On sait que le cristal nommé rocaille, qui entre dans la composition de presque toutes les couleurs vitrifiables, se compose de 1 partie de sable et 3 parties d’oxyde de plomb.

Article 2. — > Silicates multiples.

La fusibilité des silicates doubles ou multiples dépend beaucoup de celle des composés élémentaires. On peut toujours faire fondre un silicate infusible par lui-même en le combinant avec une proportion convenable d’un silicate fusible; il paraît même que la fusibilité des silicates multiples est plus grande que la fusibilité moyenne des silicates composants ; car la propriété fondante des silicates difficilement fusibles est beaucoup augmentée par leur simple mélange (silicates doubles de chaux et de magnésie, de chaux et d’alumine).

Les silicates alcalins donnent à leurs combinaisons avec d’autres silicates une très-grande fusibilité. Toutes les pierres qui contiennent des alcalis sont fusibles ou au moins ramollissables. Cette fusibilité se communique aux silicates infusibles, terreux ou métalliques. Si la quantité d’alcali est suffisante, les silicates

NOTES ET ADDITIONS

qui cristallisent avec facilité perdent cette faculté. C’est sur cette propriété que reposent la fabrication des verres et celle des cristaux qui peuvent se refroidir lentement, quand ils sont bien fabriqués sans offrir d’indices de cristallisation.

§ 1. Silicates alcalins multiples.

Potasse et soude. Ces deux alcalis mêlés ensemble sont plus fondants à l’égard de la silice que l’un ou l’autre employé seul. On a préparé :

Silice .

Potasse .

Soude < •• • • • •

On a obtenu : n° 1 (g. f.), un verre homogène compacte, transparent d’un gris de silex et bulleux seulement dans quelques parties ; n° 2 {g. /.), une masse homogène transparente, mais pénétrée dans toutes ses parties d’une multitude de bulles extrêmement petites.

On utilise cette propriété pour obtenir des composés vitreux fusibles sans être obligé d’exagérer la proportion des alcalis, ce qui rendrait le verre plus altérable. Bien des anomalies apparentes, signalées dans certains felspaths sous le rapport de leurs fusibilités comparatives, disparaîtraient si l’analyse avait fait connaître les quantités respectives dépotasse et de soude qu’ils renferment.

§ 2. Silicates terreux multiples.

Baryte et chaux. Les silicates de baryte et de chaux

Silice . 0,486 0,631

Baryte . 0,100 0,248

Chaux . 0,4 1 4 0,121

se sont fondus (p.f.) : le n° 1 en un culot compacte sans bulles, incolore, transparent, à cassure lamelleuse dans un sens, inégale et écailleuse dans d'autres sens ; le n° 2 en un culot

NOTES ET ADDITIONS

sans balles, compacte, translucide, à tante.

cassure conchoïde écla-

Baryte et alumine . Les silicates de baryte et d’alumine :

NM. n° 2.

Silice . 0,550 0,570

Alumine . 0,260 0,203

Baryte . 0,190 0,227

se fondent (S) en masses compactes, sans bulles, à cassure unie e luisante, vilreuses en quelques parties, ne présentant aucun indice de cristallisation.

Chaux et magnésie. La chaux qui ne forme avec la silice que es composés infusibles ou extrêmement difficiles à fondre peut onner, avec un très-grand nombre de silicates infusibles ou peu fusibles, des composés qui fondent facilement. Cette terre, qui est très-répandue dans la nature, sert dans beaucoup d’usages c ramiques pour faciliter la fusion d’une combinaison réfractaire. Lesjnélanges contenant .•

Silice .

Chaux. . . .

Magnésie.

ont donné : le n°

masse

opaque ;

le II0 2,

, . . v n o, une masse vitreuse,

translucide, difficile à fondre ; le a» 2 (S), refroidi lentement, cristallise en longues fibres prismatiques.

Chaux et alumine. Lampadius, en fondant les mélanges :