CARBONE AMORPHE

Il peut affecter lui-même des apparences fort diverses.

iS8. l"* Noir de fumée. — Le notr (2e /um^e est la matière qui colore en noir la fumée des foyers où Ton brûle de la houille, et qui se dépose quand on écrase la flamme d'une lampe ou d'une bougie avec une soucoupe de porcelaine. C'est du carbone amorphe, sous la forme d'une poussière noire, impalpable et très légère. Comme il est inaltérable dans presque toutes les circonstances, il sert, délayé dans de l'huile, pour faire les encres grasses ; on l'emploie aussi dans la fabrication de l'encre de Chine, des encres lithographiques et pour la peinture en noir.

Fig. 33. — Préparation du noir de fumée.

ISS. Préparation. — On obtient le noir de fumée en ' brûlant incomplètement des huiles ou des résines, dans une chaudière plate

chauffée par un foyer ; la fumée se rend dans une chambre cylindrique, contre les parois de laquelle le noir se dépose. La partie supérieure de cette chambre est conique, et contient un cône mobile que Ton peut faire descendre et monter à l'aide de cordes et de poulies ; quand il descend, le cône racle les parois de la chambre, et en fait tomber le noir que Ton recueille sur le sol (/îgf. 33).

On le prépare souvent aussi en faisant chauffer de l'huile ou des résines dans une marmite de fonte entourée d'un fourneau de briques Ifig. 34) ; les vapeurs arrivent par un tuyau n à l'orifice d'une chambre

Fig. 54. — Préparation du noir de fumée.

en maçonnerie a où on les allume, il se produit une flamme très fuligineuse, et la fumée dépose sur les parois beaucoup de noir de fumée; on la force à traverser plusieurs chambres successivement, et, au bout d'un certain temps, on détache le noir des parois à l'aide d'un racloir, puis on le recueille. Le noir le plus fin et le plus léger se dépose dans la chambre la plus éloignée du foyer.

Le noir de fumée ainsi préparé contient une petite quantité de matières huileuses et goudronneuses qui se sont volatihsées sous l'action de la chaleur; on l'en débarrasse en le calcinant, dans un creuset bien fermé, à la température du rouge, qui détruit ces substances.

i40. 2* CharboB de bols. — Le charbon de bois est aussi du carbone amorphe, ou pour mieux dire il en est presque entièrement formé, car il n'est pas pur ; il est toujours mélangé avec une quantité plus ou moins considérable de cendres (•4f ).

14i. 3"* Charbon de sucre. — On peut obtenir le carbone amorphe sous la forme d'une matière plus compacte que les précédentes. Quand par exemple on chauffe du sucre dans un creuset, il

fond puis se décompose, et finalement il reste une masse brillante, dure et cassante, constituée par du carbone pur ; ce résidu est poreux et très boursouflé, mais si on Tarrose avec un ^pais sirop de sucre et qu*on Je calcine de nouveau, puis qu'on recommence cette opération plusieurs fois successivement, on finit par avoir une masse très dure, cooapacte et brillante, formée de carbone amorphe.

i4f. pTopriétéf d« carbone amorphe. — Le carbone amorphe est un corps très mauvais conducteur de la chaleur et de Télectricité ; sa densité est en général inférieure à 1,5 ; il brûle facilement au contact de Foxygène ou de Tair. Quand il est poreux comme le noir de fumée ou le charbon de bois, il a la propriété de condenser les gaz à son intérieur, et cela d'autant mieux que sa porosité est plus considérable ; on a remarqué aussi que les gaz les plus solubles dans Teau sont ceux que le charbon condense le mieux : ainsi, par exemple, 1 gramme de charbon de bois calciné, plongé dans Tun des gaz suivants, en retient :

Hydrogène 1,7 fois son volume.

Azote . . 7,5 —

Oxygène 9,2 —

Ammoniaque 90,0 —

i4S. Liquéfaction du chlore. -— Cette propriété permet même de liquéfier commodément certains gaz facilement condensables, tels que le chlore.

Pour effectuer cette opération, on rempfit Tune des branches AB d*un tube de verre recourbé, avec du carbone amorphe poreux, de la braise de boulanger par exemple, et Ton fait passer dans le tube, enveloppé de glace, un courant de chlore gazeux qui se condense dans le

Fig. 35. .— Liquéfaction du chlore condensé dans du charbon.

charbon jusqu'à ce que celui-ci en soit saturé. Cela fait, on ferme le tube aux deux bouts, et pendant que la plus courte branche D {fig, 55) est plongée dans un mélange réfrigérant, on chauffe Tautre AB au moyen d'un tube plus gros M, dans lequel circule un courant de vapeur d'eau. Sous Tinfluence de la chaleur, le gaz condensé dans le charbon

se dégage, et bientôt il atteint dans le tube une pression suffisante pour que sa liquéfaction ait lieu. Le liquide condensé se rassemble en D dans la portion la plus froide du tube.

144. — Le graphite, souvent désigné par les noms de plombagine ou mine de plomb, est du carbone cristallisé en petites lamelles hexagonales dérivant d'un rhomboèdre. On le trouve le plus ordinairement en masses compactes et volumineuses.

Le graphite est une substance noire ou gris d*aciex, présentant un éclat faiblement métallique ; sa dureté est comprise entre 1 et 2, c'est donc une matière très tendre ; il est gras au toucher, et laisse sur les doigts comme sur le papier une trace grise, noire et brillante. Il brûle difficilement à Tair et ne condense pas les gaz comme le fait le car^ bone amorphe ; enfin il est bon conducteur de l'électricité.

La majeure partie du graphite employé dans l'industrie vient de Sibérie, d'Allemagne ou d'Angleterre ; on s'en sert pour faire des crayons, pour recouvrir les moules destinés à être revêtus de métal par voie gaivanoplastique ; seul, ou mélangé avec de la graisse, on l'emploie pour adoucir le frottement de certaines pièces de machines : essieux, tourillons, engrenages, etc. ; il sert enfin à enduire certains objets de fer ou de tôle, des tuyaux de poêle, par exemple, afin de les préserver de la rouille.

DUMANT.

145. — Le diamant est du carbone parfaitement pur et cristallisé, que l'on rencontre dans des terrains d'alluvion provenant de la désagrégation de roches anciennes. Les principaux gisements de diamant sont dans l'Inde (Bengale, Golconde, etc.), dans l'île de Bornéo, au Brésil, et au Cap. C'est une substance très rare, il en arrive annuellement en Europe 5 à 7 kilogr. dont la taille n'utilise qu'une faible partie.

144. C^nlenr. '— ' Le diamant est le plus souvent incolore, et c'est l'espèce la plus estimée, mais on en rencontre de jaune, de rouge, de vert et quelquefois de noir ; ce dernier ou carbonado se présente sous la forme de morceaux compacts assez volumineux, mais non transparents.

149. Dureté. — C'est le plus dur de tous les corps, aussi on en a fait le n** 10 de l'échelle de dureté (i*) ; il n'est rayé par aucune autre substance, et n'est entamé que par sa propre poussière, aussi a-t-on recours à cette dernière quand il s'agit de tailler le diamant.

148. CrIatallisatioB. — Il cristallise dans le système cubique, quelquefois en octaèdres ou en cubes, le plus ordinairement en octaèdres

modifiés de manière à présenter 24 ou 48 faces ; on le rencontre fréquemment aussi en dodécaèdres rhomboïdaux.

Les cristaux offrent souvent des arêtes et des faces courbes ; ils possèdent un clivage facile, parallèlement aux faces de Toctaèdre régulier.

149. Action de la chalear. — Le diamant est mauvais conducteur de la chaleur et de Télectricité ; brusquement chauffé,^ exemple jaca foyer d'une lentille qui concentre les rayons solalt décrépite et se brise en fragments. Despretz l'ayant soumis à là'î température d'un arc électrique fourni par une pile très éner vu se boursoufler et perdre sa transparence ; au bout de vingt l il s'était changé en une matière gris noirâtre, tachant le pa| conduisant l'électricité, c'est-à-dire en graphite.

Fortement chauffé dans l'oxygène ou dans l'air, le diamant brûle comme les autres variétés de carbone, en laissant un très faible résidu de matières étrangères.

150. Taille du diamant. — Le diamant est très réfringent, et quand il est convenablement taillé il produit, grâce à des réflexions intérieures, les jeux de lumière qu'on appelle ses feux et auxquels il doit sa valeur comme bijou.

Pour tailler un diamant brut, on commence par le dégrossir en profitant de ce qu'il peut être clivé (i*) assez facilement, suivant des directions parallèles aux faces de l'octaèdre; on le ramène ainsi à une forme régulière, tout en recueillant avec soin les morceaux détachés, qui seront taillés à leur tour ou pulvérisés. Quand le diamant est dégrossi, on le taille et on le polit, opérations qui se font avec de' VégrUée; on appelle de ce nom la poudre de diamant obtenue en pulvérisant dans un mortier d'acier les éclats de clivage qui ne peuvent être utilisés autrement, et les diamants noirs ou carbonados.

On recouvre d'égrisée mélangée d'huile une meule d'acier horizontale qui se meut avec une vitesse d'environ 2000 tours à la minute, et contre laquelle on appuie fortement le diamant à tailler maintenu dans une coquille de cuivre où il est enchâssé avec de l'étain ; la partie pressée contre la meule s'use peu à peu, et finit par se, changer en une face brillante et polie.

On taille les diamants de façon telle qu'ils produisent le plus d'effet possible quand on les expose à la lumière ; ceux qu'on destine à faire des bijoux sont façonnés principalement en roses ou en brillants.

Dans la rose (fig. 56), le dessous ab est plat et le dessus ced s'élève en un dôme taillé à facettes ; selon la grosseur du diamant, ce dôme porte 24 facettes (rose de Hollande), 18 (rose demi-Hollande), 12 (rose de Brabant), ou seulement 6 facettes.

Le brillant se compose de deux parties; l'inférieure abc, ou pavillon (fig, 37), est taillée en pointe,elle porte 32 facettes triangulaires ou rhom-

boïdales, et se termine par une facette c appelée culasse; la partie supérieure ou couronne porte également 52 facettes, elle se termine par une large face supérieure octogonale, la table, erf.

Fig. 36. — Diamant taillé en rose (rose de HoUande).

Fig. 57. — Diamant taillé en brillant.

iSl. Prix d« diamant. — Le diamant bien transparent, incolore et travaillé, vaut de 56 à 50 francs le carat *, et quand son poids dépasse un carat, son prix est proportionnel au carré du nombre de carats qu'il pèse ; ainsi un diamant de 2 carats vaut 4 fois plus qu'un de 1 carat. Cette règle n'est du reste applicable qu'aux petits diamants, et le prix d'une pierre un peu volumineuse dépend de sa beauté, des frais que sa taille a coûtés, et d'une foule d'autres conditions.

Les plus beaux diamants taillés connus sont :

Le Régent f qui appartient à la France, et qui pèse 157 carats ; il en pesait 410 avant la taille; on estime qu'il vaut 6 millions.

Le Kohi'Noor (montagne de lumière), qui pèse 104 carats; il est connu dans rinde depuis la plus haute antiquité, et appartient actuellement à l'Angleterre.

V Étoile du sud, qui pèse 125 carats et en pesait 255 avant la taille.

Le Florentin, qui appartient à l'Autriche, et qui a la forme d'une double rose; il pèse 155 carats.

159. MJuwkgeu. — Outre son emploi en bijouterie, le diamant sert, à cause de son extrême dureté, à faire des outils pour couper le verre, des pointes de burins pour la gravure sur pierres fines, des pivots pour certaines pièces d'horlogerie ; malheureusement sa rareté et son prix très élevé en limitent forcément l'emploi.

1. Le Carat est l'unité de poids adoptée pour la vente du diamant brut ou taillé ; il vaut iVi milligramme ":. Le mot Carat ou Karat vient du nom des graines d'un arbre d'Afrique qui, sèches, ont toujours à peu prés le même poids et dont les naturels de ce pays se sont servis de temps immémorial pour peser l'or. Ces graines ont été ensuite transportées dans. l'Inde, où elles ont été employées dans les premiers temps à peser les diamants et les pierres précieuses.

I *S, — Sous ses trois variétés le carboae est capable de se combiner à Foxygène; il peut aussi s*unir directemeht avec quelques autres métalloïdes et quelques métaux; il se combine indirectement à l'hydrogène, et forme avec lui un nombre très considérable de composés [carbures d'hydrogène (•4»)]. Le carbone, Thydrogène et Foxygène, seuls ou associés à Fazote, donnent naissance à une multitude innombrable de combinaisons qu'on réunit en général sous le nom de composéi organiqties (S94 à BOO).

VU. — SII^IGIVn —Si.

Équivalent en poids = 14. Équivalent en volume =1.

iS4. — Le silicium ne se rencontre pas à Fétat de liberté dans la nature; on peut Fobtenir (180, 484) sous deux formes comparables à celles du carbone.

ISS. Slllcliiiii amorphe. — C'est une poudre brune qui conduit mal la chaleur et Félectricité ; elle fond au rouge vif en donnant des globules qui, une fois refroidis, présentent une cassure cristalline. Le silicium est insoluble dans Feau; il s'oxyde quand on le chauffe fortement au contact de Foxygène ou de F air. Il se combine directement à certains métalloïdes tels que le chlore, et à quelques métaux; on peut Funir indirectement à d'autres corps, à Fhydrogène par exemple.

ISS. Sillcinin cristallisé. — Cette matière est à la précédente ce que le diamant est au carbone amorphe. Le silicium cristalhsé se présente sous la forme d'octaèdres réguliers souvent assemblés en chapelets ; il est gris d'acier et non transparent ; les cristaux possèdent Féclat métalUque,- leur densité est 2,5 environ.

De même que le carbone amorphe perd de la chaleur en devenant diamant, de même le silicium amorphe en abandonne quand il cristal- Hse; on a pour un équivalent, ou 14 grammes :

Si amorphe = Si ciistallisé -{- A calories.

Le silicium cristallisé fond vers 1200"; il est bien moins dur que le diamant.

II se combine avec Foxygène et les autres corps, moins aisément que ne le fait le sijicium amorphe; il y a, comme on le voit, de grandes analogies entre les propriétés du silicium et celles du carbone.

De même que le carbone amorphe se dissout dans la fonte de fer qui, par refroidissement, abandonne des paillettes de graphite (i3*), de même le silicium amorphe est soluble dans certains métaux en fusion tels que le zinc et Faluminium ; ceux-ci en se refroidissant Fabandonnent sous la forme de silicium cristaUisé.