Dureté de Mohs

“ Dans le cas contraire, il est indispensable non-seulement de rechercher l'acide nitrique, mais de le doser, et les recherches ultérieures à faire dépendent des circonstances particulières qui pourront se présenter.
La recherche de la dureté a de l'importance surtout dans l'industrie, mais peut facilement être remplacée par la détermination des autres éléments. ”

“ La dureté des minéraux se compare à celle d'un certain nombre de types, choisis parmi les espèces minérales et qui constituent l'échelle de dureté. Les types qui composent l'échelle de dureté sont les suivants, en commençant par le moins dur et en finissant par le plus dur : talc, gypse, calcaire, spath fluor, chaux phosphatée, feldspath, quartz, topaze, corindon, diamant. Le talc se laisse rayer par l'ongle ; le quartz raye le verre, raye l'acier ; le diamant raye tous les autres corps. ”

“ On peut aussi essayer la dureté relative d'une poudre et d'un minéral en frottant la poudre sur celui-ci au moyen d'un morceau de bois, nettoyant la rayure et l'examinant à la loupe ou au microscope.
La dureté varie beaucoup d'une espèce à une autre. Elle varie aussi, en général, dans un même cristal selon les faces ; dans une même face, selon les directions; et enfin, dans une même direction MN, selon que la pointe traçante va de M en N ou de N en M Ces différences, dans une même espèce, sont faibles -pour les minéraux qui n'ont que des clivages difficiles ou pas de clivages. ”

“ Dureté des minerais. — Un autre essai minéralogique rapide consiste à examiner la dureté d'un échantillon de minerai. L'échelle suivante de dureté est assez caractéristique. On y rapportera les différentes espèces de minéraux examinées.
1° Talc, rayé par l'ongle ;
2° Gypse, rayé par l'ongle avec difficulté ; ne peut rayer un sou de cuivre ;
3° Calcite, raye un sou de cuivre et est rayée par lui ;
4° Fluorine, ne peut être rayée par un sou de cuivre ; ne peut rayer le verre ”

“ Les minéraux n'ont pas tous la même dureté : la craie dont on se sert pour écrire au tableau noir est une roche qui se raye facilement avec l'ongle ; le marbre est plus dur déjà, et il en est, comme le granit, que l'acier peut à peine entamer ; d'autres, bien que fort durs, peuvent être fondus et devenir liquides lorsqu'on les soumet a une chaleur considérable, comme le soufre, le plomb, le fer, le enivre, etc.
Bon nombre de minéraux peuvent être non seulement à l'état liquide ou solide, mais encore à l'état gazeux.
L'air que nous respirons est un minéral qui est toujours à l'état gazeux. ”

“ La densité, de son côté, est indépendante de la dureté, car le plomb, quoiqu'il soit plus dense, est cependant plus mou et l'étain, quoiqu'il soit moins dense, est plus mou aussi, tandis que le fer et le platine, quoiqu'ils soient l'un moins dense, l'autre plus, sont l'un et l'autre plus durs que lui, etc., etc. D'où nous pouvons conclure que toutes ces propriétés : densité, couleur, dureté, odeur, etc., sont indépendantes et doivent être supportées par des facteurs matériels indépendants. ”

“ La dureté est complètement nulle et c'est son caractère dislinctif, son toucher est des plus-onctueux, sa couleur est verte, mais comme si l'on apercevait cette teinte verte à travers une membrane d'agent. ”

“ L'eau aurait eu une dureté totale égale à 15,8 degrés allemands.
Si l'on fait bouillir l'eau pendant un certain temps, l'acide carbonique à demi combiné se dégage ; les bicarbonates sont ainsi transformés en monocarbonates et en majeure partie précipités. Une partie du carbonate de calcium ne se sépare pas (d'après A. W. Hofmann, 3,4 parties dans 100000 parties d'eau) . Cette portion, avec les azotates, les sulfates et les chlorures des terres alcalines, communique à l'eau une dureté autre que la précédente; on la désigne sous le nom de
dureté permanente ”

“ Je ferai encore remarquer que la théorie des solutions n’est pas absolument étrangère à l’accroissement de la dureté du fer par suite de l’absorption du carbone en solution solide : un corps dissous diminue en effet la tension maximum, c’est-à-dire s’oppose à la désagrégation à la surface [19] . Les solutions solides dont nous parlons forment aussi une série continue, depuis le fer doux jusqu’à la cémentite très dure.
Nous avons encore un troisième phénomène à expliquer, c’est la séparation sous forme de graphite du carbone contenu dans le fer. ”

“ Dureté des minéraux. — La dureté, enfin, est un des meilleurs caractères distinctifs des minéraux. On dit qu'un corps est plus dur qu'un autre lorsque le premier raye le second et que le second ne peut rayer le premier. ”

“ Entre 5 et 15 de carbone pour mille, le métal est dur naturellement, et d'une façon telle qu'il est, dans beaucoup de cas, inutile d'avoir recours à la trempe pour augmenter la dureté ; nous dirons plus, c'est que chaque fois que cela sera possible, on fera bien de donner aux pièces la dureté désirée par la teneur en carbone plutôt que par la trempe, qui est un moyen irrégulier, brutal, dont il est difficile de prévoir l'énergie. ”

“ L'absorption de l'acide carbonique de l'air, qui jusque-là n'avait eu lieu que faiblement et seulement à la surface, devient plus intense et augmente d'autant la solidité et la dureté. La fin de:la dessiccation est en même temps celle de l'absorption de l'acide carbonique et le moment où la dureté de la pierre est atteinte. Dans cette période la fonction de l'acide carbonique consiste à fondre en une seule masse adhérente de carbonate de calcium les particules d'hydrate de chaux non encore combinées, mais adhérentes entre elles et en contact immédiat. ”

“ Une seule parmi ces dernières, l'acide silicique, est capable de former avec elle, au moyen de l'eau, un corps qui puisse acquérir, même immergé, une grande dureté.
L'eau seule ne donne avec elle qu'un composé sans consistance, qui reste mou pendant des siècles quand l'évaporation est impossible, et qui reste sans dureté quand elle a lieu.
3. Avec l'acide carbonique, mais en plein air, et à l'abri de l'humidité, la chaux peut fournir un mortier qui acquerre, à la longue, une grande dureté , et ne redoute plus l'action de l'eau. ”

“ La dureté est la résistance qu’un corps oppose à la séparation de ses molécules ; cette propriété dépend de la force de cohésion, ou de celle que les chimistes appellent affinité, jointe à l’arrangement des molécules, à leur figure et aux autres circonstances. Un corps est censé plus dur, à proportion qu’il résiste davantage au frottement d’un autre corps dur, tel qu’une lime d’acier, ou qu’il est plus susceptible d’attaquer tel autre corps sur lequel on le passe lui-même avec frottement. ”

“ Les essais de dureté ont pour but : 1° De déterminer la dureté propre des pièces métalliques présentées à la recette en divers points de ces pièces, en vue de vérifier leur homogénéité ; 2° De permettre d'évaluer, à titre d'indication, grâce à la connaissance de la dureté et des coefficients de transition, la charge maximum de rupture à la traction du métal des pièces. ”

“ Les naturalistes & les chymistes sont assez d'accord sur cet ordre des métaux, dans l'exposition historique , &c. Mais l'ordre de leur dureté n'est pas tout-à-fait le même ; par exemple, le fer est le premier des métaux pour la dureté , ensuite le cuivre , puis l'argent, l'or, l'étain , & immédiatement après , le plomb.
Les métaux peuvent être aussi distribués selon leur pesanteur spécifique , c'est- à- dire , si on les considere dans leur poids , respectif , à volume égal ; par exemple, un pied cubique d'étain pese 532 livres ; de fer, 576 livres ; de cuivre, 648 livres ”

“ Non-seulement le durcissement des matières est dû à la dureté propre des différentes qualités de chaux ou de ciment employés, mais la carbonatation et l'incrustation viennent aussi augmenter le durcissement. — La carbonatation est d'autant plus intense que la chaux est plus divisée. — Pourquoi n'agirait-elle pas comme la mousse de platine qui absorbe très rapidement le gaz? ”

“ Seulement il est toujours bon de rechercher, et une simple analyse qualitative suffit le plus souvent, si l'eau ne contient pas une quantité anomale d'acide sulfurique, et dans ce cas il faut en déterminer la quantité. Les recherches les plus récentes démontrent que dans les formations calcaires et surtout dolomitiques la limite 0,18 pour la dureté peut être encore considérablement dépassée, sans qu'on puisse parler d'impureté de l'eau ou sans qu'il y ait présence d'une quantité anomale de gypse'et d'autres substances nuisibles. ”

“ La solidification du plâtre cru, par ce moyen, est encore plus prompte que celle du plâtre cuit, par les procédés ordinaires, et le corps solide qu'on obtient, quand il est desséché, ne diffère pas par ses propriétés extérieures de celui obtenu ordinairement.
Il y a certainement un point de densité, dans la solution alcaline, où la masse acquiert sa plus grande dureté; mais tant
qu'on n'a pas atteint ce point de saturation, on peut briser et pulvériser la masse, et on n'a qu'à la mélanger avec une nouvelle portion de solution alcaline, pour obtenir de nouveau une masse solide. ”

“ On combine dans le même ordre avec l'acide sulfurique les quantités de sodium, de potassium et de calcium qui peuvent rester. La détermination de la dureté permanente donne un point d'appui pour ces combinaisons sulfuriques, parce que la dureté permanente est due en partie à ces combinaisons. L'acide azotique doit être inscrit uni à l'ammo-
niaque ”

“ Si la dureté, la densité peuvent être considérés comme des propriétés spécifiques assez régulières et 'constantes, la forme extérieure, la texture, la wu- leur, dans les minerais ne possédant pas l'éclat métallique peuvent varier considérablement dans les échantillons d'une même espèce provenant de gisements différents. ”

“ C'est le cas, en particulier, de certaines variétés de corindons artificiels utilisés dans l'industrie des abrasifs.
Rôle de la dureté dans la détermination des gemmes. — La dureté est, comme nous l'avons vu, une des propriétés les plus importantes des pierres dites précieuses, celle sans laquelle aucun minéral, quel que soit son éclat, ne saurait mériter cette détermination. ”

“ Des circonstances mécaniques, et surtout la forme des pores , paraissent exercer une influence non équivoque sur la manière dont se passent une foule de phénomènes; il devient donc souvent fort difficile d'isoler chaque effet. Nous avons exécuté des enduits avec des ciments atmosphériques de chaux pure, qui, sans subir le moindre fendillement, sans éprouver la plus légère détérioration, ont exigé un temps fort long pour acquérir de la dureté et se combiner avec une' suffisante quantité d'acide carbonique ”

“ Tous sont solides, à l'exception du mercure, qui est liquide; doués souvent d'un éclat vif, très opaques, ils sont denses pour la plupart, mais inégalement durs; leur dureté peut être augmentée par certaines combinaisons : c'est ainsi qu'en ajoutant un peu de charbon au fer, en alliant l'étain au cuivre, on obtient d'une part l'acier, d'autre part le bronze, composés d'une dureté considérable. Plusieurs ont la propriété de se réduire en feuilles minces, par l'action du marteau et du laminoir, ou de s'allonger en fils, lorsqu'on les étire en les passant à la filière. ”

“ Cet effet de carbonatation augmentant la densité et la dureté du mortier, en bouchant et remplissant les pores, se produit toujours de l'extérieur au centre, et il est d'autant plus lent que les pores se bouchent plus rapidement à la surface. ”

“ Il n'y a jamais d'inégalité de l'une par rapport à l'autre, puisque chaque partie saillante répond à une dépression exactement correspondante de la partie voisine, qui s'est moulée sur elle en se déposant molécule à molécule. Ce n'est que lorsqu'une substance plus molle comme le mucus a enduit la première avant la formation de la seconde, que ce contact immédiat n'existant plus mathématiquement, la masse offre une résistance moindre que ne l'indique la dureté propre à chaque cristal ou à chaque particule composante cristallisée ou non ”

“ Si on soumet la resine à la distillation elle presentera les mêmes phenomênes que la graisse, elle ne differe de la derniere que parcequ’elle est plus abondante en acide, à qui on doit sa dureté.
On peut dire en général, que toutes substance purement huileuse qui ont une solidité semblable a la graisse, où qui ont une certaine dureté semblable à la résine ”

“ On peut se faire une conception simple de la dureté, par exemple en considérant l’effort qu’il est nécessaire de développer pour enfoncer normalement une pointe à une profondeur égale à l’unité; ce sera la dureté normale. ”

“ Au rouge-blanc la masse devient grise, elle prend une légère teinte verte (due à la formation d'un ferrate ou d'un silicate de calcium) , qui augmente avec la température. Jusqu'à présent la qualité du ciment et son aptitude au durcissement ont toujours été en augmentant; car la dureté et l'inaltérabilité du ciment gâché sont, dans ceis, taines limites, en raison directe avec la densité du ciment calciné. Si l'on augmente encore l'intensité du feu, la couleur gris-vert est remplacée par une coloration gris-bleu, et alors le ciment est déjà mauvais. ”

“ Pour augmenter la dureté, il faudrait diminuer le revenu, et alors l'acier dur devient fragile et dangereux pour des pièces soumises à des vibrations ou des chocs.
2° Aciers au manganèse. - Le manganèse abaissant d'une façon significative les points critiques, nous n'avons eu à étudier que les aciers au manganèse perlitiques.
Ces aciers sont fragiles.
L'acier au manganèse doit être recuit pour avoir une résilience sufifsante, résilience que le moindre échauffement rend trop faible. La dureté « à chaud » diminue assez rapidement. ”

“ La dureté est la résistance plus ou moins grande qu'un minéral oppose à la séparation de ses parties ; elle parait tenir à l'individu minéralogique , et non pas à ses masses : elle résulte bien de la force d'adhérence des individus entre eux ”

“ Les qualités d'un métal sont révélées par ses « caractéristiques ».
Les expressions « charge de rupture », « allongement », « limite élastique », « striction », et celles plus modernes de « dureté et de résilience » (quelquefois « ténacité ») , évoquent des propriétés importantes que nous préciserons au début de ce travail.
Chercher à faire coexister une grande dureté avec une grande résilience, c'est faire appel à un métal donnant un rendement maximurn.
C'est, à poids égal, augmenter le coefficient de sécurité. ”