Chapitre ii. — Borates
L'acide borique forme avec les bases des composés généralement fusibles; aussi son emploi dans les arts céramiques est-il devenu considérable dans ces derniers temps. La France en consomme beaucoup; et comme Qlle ne le produit pas elle-même, qu'elle l'extrait entièrement delaToscane, Userait bienà désirer que quelques efforts fussent tentés, soit pour trouver des composés nouveaux communiquant aux glaçures des poteries les bonnes qualités qu'elles tirent de l'addition du borax, soit encore pour découvrir, dans certaines de nos eaux thermales, des quantités exploitables d'acide borique. A ces deux points de vue la question me parait abordable. Sous le premier rapport, nous trouverons sans doute dans l'emploi des phosphates, dans certaines conditions, des propriétés équivalentes à celles des borates, et le commerce français en général, l'industrie céramique en particulier n'auraient plus rien à redouter du monopole étranger. Sous le second rapport, MM. Bonis et Filhol ont signalé tout récemment la présence de l'acide borique dans les eaux des Pyrénées et du Midi . Il est possible qu'on en trouve des quantités sufQsantes pour déterminer une exploitation régulière.
Quoi qu'il en soit, voici les résultats des expériences faites sur la fusibilité des borates simples ou multiples.
Art. i*'. Borates simpks ,
Je décrirai, comme je Tai fait pour les silicates, la fusibilité des divers borates en suivant la même classiOcation . Malheureusement les essais sont beaucoup moins nombreux.
§\, — Borates alcalins.
Potasse et soude. — Les borates alcalins ont été décrits ailleurs ;
leur fusibilité est très-grande. A température moyenne, le borax ou borate de soude est employé pour essayer les matières d'or €t d'argent qui le traversent facilement ; à des températures élevées» il devient assez liquide pour être traversé par des grenailles de fer ou d'étain métalliques. Il est volatil par lui-môme ; quand on le mélange avec des sursilicates, il se dégage de Tacide borique qui est très-volatil, et si on le met en contact avec des silicates alcalins, c'est de la soude qui est éliminée par volatilisation.
§ 2. — Borates terreux.
Baryte. — Si Ton fond {g. f.) :
Carbonate de baryte natif. 80,0 Acide borique cristallisé. • 27,)
on obtient un culot très-bien fondu, d'un vert olivâtre, à cassure grenue cristalline, caverneux au centre^ et contenant dans la cavité beaucoup de cristaux prismatiques limpides. Chaux. — Les borates de chaux résultant des fontes :
NM
No2.
Marbre blanc...
Acide borique. . . .
ont dû donner {g. /.) : .
Le n^ 1, un culot scoriforme, blanc, opaque, grenu, à grains cristallins, friable.
Le n^ 2, un culot parfaitement fondu, sans bulles, blanc, translucide, lamelleux, à très-grandes lames.
Magnésie. — Les borates de magnésie pour lesquels on a employé 2
Magnésie calcinée. 10,33 1 1,6
Acide borique 4,90 8,7
ont donné :
Le n*^ 1 {g. /.), un culot bulleux, incolore, translucide, à cassure cristalline et offrant dans toutes les cavités des cristaux limpides, et (S) une masse composée de grands cristaux entrelacés, incolores et transparents^ dont quelques-uns se présentaient sous forme de prismes aplatis très-nets :
Le no 2, une masse bomogènei un peu bulleuseï ayant l'aspect de la porcelaine.
Alumine. — Deux borates d'alumine préparés avec :
Alamine ; 10,0 12,8
Acide borique 10,0 4,9
ont donné (S) :
Le n® 1, un culot bien fondu, bulleux, opaque, à cassure conchoîde unie et luisante, d'un gris foncé^ presque noir.
Le no 2, un culot bien fondu, rempli de petites bulles, dur et tenace, à cassure conchoîde, luisante, opaque, gris de perle foncé.
Silice. — Les borates de silice :
No 1. N« 2.
Sable 15 S3,20
Acide borique cristallisé 15 7,36
ont donné (g', f.) :
Le n® 1, un culot vitreux^ extrêmement buUeux et boursouflé, incolore, transparent.
Le n« 2, un culot vitreux transparent, mais pénétré d*une multitude de très-petites bulles.
§ 3. — Borates métalliques.
Protoxyde de manganèse. — Le borate de manganèse :
Protoxyde de manganèse.. 45,58 Acide borique 12,88
a donné (^. /*.) un culot parfaitement fondu, à cavités nombreuses, dur et tenace, d'un gris verdàtre, opaque, à cassure inégale et cristalline ; les cavités étaient tapissées de cristaux éclatants et d'un beau vert.
Protoxyde de fer. — Le borate de protoxyde de fer préparé par :
Battitures de fer 9,1 1
Acide borique. 15,46
chauffé dans un creuset nu (p. /".), a fondu sans boursouflement et pris un bonne liquidité p&teuse ; la matière était huileuse, à cassure inégale, çà et là concholde, noire, opaque et semblable pour l'aspect à une scorie de forge.
Peroxyde de fer.^^Le borate de peroxyde de fer préparé par :
Peroxyde de fer 9,78
Acide borique '.. 15,46
ne s'est pas fondu (p. /l) complètement ; la matière est restée pftteuse; elle était huileuse, noire et opaque; une partie de l'oxyde de fer a été ramenée à l'état de protoxyde.
Protoxyde de cuivre. — Le borate de protoxyde de cuivre contenant :
Protoxyde de cuiyre 17,83
Acide borique 29,44
a fondu très-facilement (p. /*.) et est devenu très-fluide; la matière était compacte, très-dure et très-tenace, à cassure inégale, un peu luisante, opaque et rouge cinabre. Deutoxyde de cuivre. — Le borate de cuivre contenant :
Deutoxyde de cuivre 9,91
Acide borique 14,12
s'est parfaitement fondu (p. /*.) sans aucun boursouflement ; le culot était compacte, dur et taché de rouge et de bleu : une partie de l'oxyde de cuivre a été ramenée à l'état de protoxyde pendant la calcination. .
Oxyde de plomb. — Les borates de plomb sont tous extrêmement fusibles.
On a fondu (p. f.) les trois mélanges suivants :
NO i.
Litharge 111,6
Acide borique cristallisé. 39,3
Ils ont donné :
Le no 1, une fonte extrêmement liquide qui a fourni, par le refroidissement, un verre homogène, transparent, d'un beau jaune de miel.
Le n® 2, une fonte très-liquide qui a donné de même un verre transparent, très-éclatant,d'un jaune de soufre très-pur.
Le n^ 3, une fonte liquide, mais un culot buUeux, incolore et transparent.
Les borates de plomb sont d'un usage très-fréquent dans la peinture sur verre et dans celle sur porcelaine.
Oxydejde zinc, — L'oxyde de zinc donne avec Tacide borique un verre incolore qui cristallise, par refroidissement, en paillettes très-éclatantes.
On a fondu (S) le mélange suivant :
Acide borique fondu 40,0
Oxyde de zinc 60,0
Les cristaux, dépouillés des eaux mères, contenaient :
Oxyde de zinc 64
Acide borique 36
Art. 2. — Borates multiples.
Les essais relatifs aux borates multiples n'ont pas été, comme on peut le voir, aussi multipliés que ceux sur les silicates. Il ressort néanmoins des expériences exécutées des faits analogues.
§ 1. — Borates alcalins mutipUs,
Aucun essai n'a été fait sur la fusibilité des borates doubles de potasse et de soude. Il parait probable que la présence des deux bases ajouterait à la fusibilité.
§ 2. — Borates terreux multiples.
Alumine et magnésie. — Selon M. Ebelmen, quand on fond (S) les mélanges d'acide borique fondu, de magnésie et d'alumine dans les proportions suivantes :
Acide borique fondu 300
Alumine 300
Magnésie 190
on obtient un verre très-bien fondu, compacte^ sans bulles, et
transparent, au sein duquel des cristaux d'alumine pure se sont développés. Ce verre peut être coloré en rose rubis par une addition au mélange^ de bichromate de potasse, ou en bleu saphir par un peu d'oxyde de cobalt. Dans ces conditions, les cristaux d'alumine affectent l'apparence ou du rubis ou du saphir. La matière vitreuse varie de composition suivant qu'elle a perdu plus ou moins d'acide borique, et suivant que l'alumine a cristallisé en plus ou moins grande quantité. J'ai trouvé dans trois de ces verres : .
N» 1. No t. N» 3.
Acide borique .. . 51,5 45 43,5
Alumine 33,0 33 30,0
^ Magnésie 25,5 22 26,5
L'acide borique est donc un bon fondant pour l'alumine et la magnésie.
§ 3. — Borates métalliques multiples.
Lorsqu'on fait fondre {p^f.) les borates de plomb avec quelques centièmes de leur poids d'oxydes variés, on obtient des verres limpides, colorés d'une manière analogue aux silicates correspondants. La spécification des couleurs est indiquée p. 708. Ces borates sont très-fusibles; mêlés aux silicates de mômes bases, ils donnent des espèces de strass colorés, très-résistants et très-purs.
§ 4. — Borates alcalins et teneux multiples.
Soude et baryte. — Lorsqu'on chauffe à une chaleur graduée jusqu'au blanc naissant (S) du carbonate de baryte avec du borax dans diverses proportions :
Noî.
No 3.
Carbonate natif. . .
Borax fondu
on obtient des borates doubles, qui donnent :
Le n^ 1, un culot à grandes lames éclatantes, cristallisé dans toute la masse, à cassure fibreuse.
Les no* 2 et 3, des culots cristallisés de même forme, mais à cristallisation moins développée ; ces culots se délitent facilement à Tair.
Soude et chaux. — On a fait fondre (S) les mélanges :
Chaux ?i?e 17,5 10,5 7,00
Borax fondu 12,6 12^6 12,6
On a retiré après la fonte un culol homogène^ bien fondu pour tous les trois essais, à aspect pierreux, cassure inégale et satinée.
Soude et strontiane. ^La strontiane se place pour la fusibilité, à l'égard de Tacide borique, entre la chaux et la baryte. On a fait trois mélanges qui tous trois ont fondu (S) en un culot homogène à aspect pierreux et cristallin.
Soude et magnésie.-^ A la chaleur de 50 à 60», le borax ne peut faire fondre que deux ou trois parties de magnésie ; mais avec une plus grande chaleur (S), il peut faire fondre des quantités doubles de cette terre. On a mélangé :
Magnésie 28,4 12,5 7,5
Borax fondu 13,6 12,6 1?,6
Le n^ 1 a donné un culot compacte, sans bulles, faiblement translucide, à cassure cireuse ou lamelleuse.
Le n"" 2 a fondu en un culot entièrement cristallisé, à cassure inégale.
Le n* 3, en un culot vitreux, mais très-altérable. Le n» 2 présentait de beaux cristaux, en prismes aplatis, incolores et trèséclatants.
Soude et alumine. — Le borate double d'alumine et de soude (S) préparé par :
Alumine 23,5
Borax 12,6
a donné, après refroidissement, un culot bien fondu, compacte, sans bulles, transparent dans les éclats minces, d'un gris de fumée.
§ 5. — Borates terreux et métalliques multiples.
Les verres composés à base de zinc et de cbaux, ou de zinc et de baryte, prouvent que ces borates peuvent être fondus. Je né connais pas d'expériences faites sur des borates de cette espèce qui ne soient mélangés aux silicates correspondants. Nul doute, cependant, que ces composés aient une fusibilité plus grande que les silicates de même base.
§ 6. — Borates alcalins et métalliques multiples.
Soude et oxyde de manganèse. — Les borates doubles de soude et de manganèse préparés avec :
NM
Oxyde de manganèse . . . .
Borax fondu '.
ont donné :
Le n<> 1 (/>. /.), au creuset brasqué, une masse bien liquide qui s'est transformée après refroidissement en un composé compacte, à cassure lamelléuse, renfermant à son centre des cristaux assez gros.
Le n^ 2 [g. /*•), un culot entièrement cristallisé renfermant dans les cavités des cristaux prismatiques assez gros, légèrement translucides.
Le n^ 3 (p. /*.), un culot compacte, un peu bulleux, pierreux, présentant, çà et là, des indices de cristallisation.
Soude et protoxyde de fer. — Les battitures de fer et le borax, mélangés à poids égal (p. /*.), se fondent en p&te liquide, sans bouillonnement ni boursouflement^ et donnent un composé compacte, à cassure grenue, cristalline, d'un noir métalloïde, très-brillant
Soude et peroxyde de fer. — Le peroxyde de fer, dans les mêmes conditions {p. /*.), fond aussi, mais moins facilement ; il fournit un résultat identique à celui qui précède, mais le culot donne une poussière rouge.
Soude et oxyde de plomb. — Les borates doubles de soude et de
718 KOTES ET ADDITIONS.
plomb forment des composés très- fluides, homogènes, dont il ne se sépare pas de plomb. On a fondu {p. f,) :
Litharge 84,0
Borax 12^6
Le mélange a donné un beau verre compacte, à larges cassures conchoîdes, éclatant, transparent et d'un jaune topaze.
§ 7. — Borates alcalins terreux et métalliques multiples.
J'ai fait fondre dans un borate double de chaux et de soude différents oxydes métalliques. On obtient de la sorte des masses vitreuses quand le borax est en quantité suffisante^ colorées de la même manière que le seraient les silicates correspondants. J'ai donné, p. 708 et 714, l'indication des colorations que peuvent produire par la fusion les différents oxydes le plus généralement employés dans l'art de la vitrification.
Les observations dont j'ai fait suivre les expériences relatives aux silicates, et qui concernent les limites dans lesquelles le potier de terre peut et doit employer la fusibilité de ces composés pour poursuivre le but qu'il se propose, sont applicables en tout point aux expériences qui ont été faites sur les borates. Je crois donc n'avoir rien à y ajouter, si ce n'est que les borates métalliques me semblent plus disposés à cristalliser que les silicates correspondants. La cristallisation me parait aussi d'autant plus facile que le composé se rapproche plus de la combinaison qui renfermerait autant d'oxygène dans l'acide que dans la base.
