mr42

La mine de Cardo a fait l'objet d'une tentative de production d'acide sulfurique à la fin du 19ème. Il y a eu 24 fours de grillage de sulfures. Ça devait en faire des réfractaires... Je ne sais pas où se trouvait l'usine. Carped201 en a peut-être vu les vestiges? https://www.pop.culture.gouv.fr/notice/merimee/IA2B000372

Chamotte, matériau réfractaire obtenu par cuisson d'argile à haute température. Composants typiques: mullite, verre, cristobalite...

Nous sommes bien d’accord sur la définition qui ne pose aucun problème. Ce qui est très fort, c’est d’avoir pu vérifier la conservation de la forme sur des objets aussi petits.

Peut-on vraiment parler de pseudomorphose? À la rigueur épitaxie mais c'est bien désordonné.

Ferro-alliage. Belle cristallisation columnaire.

Heu non, pas de mâchefer. Couleur gris foncé et aspect typiques des scories de bas-fourneau, fréquentes sur le plateau de Canjuers qui a connu une grande activité métallurgique au moyen-âge. https://www.persee.fr/doc/arcme_0153-9337_1998_num_28_1_1486_t1_0322_0000_2

Peut-être une scorie ou un mâchefer mais on ne peut pas exclure une roche naturelle. Pourquoi pas du grison ? Il faudrait l’avis des géologues. https://www.lanouvellerepublique.fr/loir-et-cher/commune/mondoubleau/rehabiliter-le-grison-ce-mal-aime

En résumé : le chrome pur n’est pas un métal très dur, de l’ordre de 4,5 sur l’échelle de Mohs pouvant même descendre à 3,5 avec un traitement thermique adéquat. Les revêtements électrolytiques de chrome peuvent atteindre une dureté de 6,5 par un effet de durcissement structural. Des duretés supérieures à 6,5 pour du chrome métallique semblent peu probables. Il existe en revanche divers composés de chrome particulièrement durs : oxydes, carbures, nitrures qui peuvent entretenir une certaine confusion.

C'est aussi une possibilité. On peut encore échafauder des tas d’hypothèses mais sans passer par un labo bien équipé, on ne fait que tourner en rond.

Satisfait? je n'en sais rien. Pour un collapsologue, ça fait de nouveaux scénarios à étudier mais il ne faut pas confondre avec collapsophobe ou collapsophile.

Voilà qui devrait combler les collapsologues. Ce qui est intéressant dans la dernière étude, c’est qu’elle tend à montrer que l’inversion se manifeste par une variation de l’intensité du champ et non pas par une migration du pôle. Le vagabondage actuel du pôle magnétique ne serait pas forcément annonciateur d’une inversion.

J’ai quand même quelques interrogations à propos de cette solution solide Ca2SiO4 – Ca3(PO4)2. Je veux bien que PO4 se substitue à SiO4 mais alors, pour les atomes de calcium, il n’y a pas le compte. Il faudrait peut-être compléter par une substitution Ca2+ <> Na+. L’article passe trop vite sur cet aspect.

L’apatite n’est peut-être pas le bon candidat. Voici une publication sur le comportement du phosphore dans les laitiers d’aciérie. La question n’intéresse pas directement les métallurgistes mais elle est importante en cas de valorisation : engrais ou ciments... Les phosphates se retrouveraient principalement dans une solution solide Ca2SiO4 – Ca3(PO4)2. Les deux constituants ont un polymorphe hexagonal à haute température. Il faut quand même atteindre 1425 degrés dans le cas du silicate et 1430 dans le cas du phosphate. J’ai cherché en vain le binaire pour voir si la solution solide permet d’étendre le domaine de stabilité. La bélite (Ca2SiO4) est plus rare dans les laitiers de haut-fourneau, la transposition n’est pas évidente. La convection dans les hauts-fourneaux, oui, c’est un sujet important mais je ne sais pas si on descend à cette échelle. Les laitiers modernes semblent plus homogènes que les laitiers anciens. https://www.degruyter.com/document/doi/10.1515/htmp-2016-0151/html https://en.wikipedia.org/wiki/Tricalcium_phosphate https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0366317519300986 https://en.wikipedia.org/wiki/Tricalcium_phosphate

Gryph58 nous avait donné les grandes lignes de l’activité sidérurgique autour de St Bénin d’Azy. À St Bénin même, on ne produisait que de la fonte. La conversion était sur un autre site. Le problème du phosphore est également évoqué. Si elle repasse par ici, elle connaît bien le secteur et pourrait nous en dire plus.

Il faut aussi regarder du côté des ferrochromes. Les ferrochromes sont des alliages obtenus directement par réduction de minerais mixtes tels que la chromite FeCr2O4. La réduction se fait en présence de carbone et on obtient un alliage qui contient environ deux fois plus de chrome que de fer avec une teneur en carbone qui peut aller de 0 à 8 %, le plus souvent autour de 6 %. Le chrome présente une grande affinité pour le carbone qui se retrouvera essentiellement sous forme de carbures. Ne pas oublier que le carbone est beaucoup plus léger que le chrome. Un carbure tel que Cr7C3 ne contient que 9 % de carbone en masse. Un ferrochrome à 6 % de carbone contient plus de carbure que de métal. La dureté Vickers de Cr7C3 peut atteindre 2000 ce qui approcherait des 8,5 sur l ‘échelle de Mohs. La dureté des ferrochromes est celle des carbures, pas celle des métaux. Un ferrochrome peut sans problème rayer du quartz.

C’est intéressant, après 20 heures dans l’acide chlorhydrique, les cristaux blancs ont disparu sans faire de bulles. Seulement voilà, la wollastonite est également soluble dans HCl… Il doit bien rester un peu de phosphates dans les laitiers de haut-fourneau mais le plus gros passe dans la fonte. Les quelques exemples trouvés sur le net montrent des teneurs en P2O5 faibles mais non nulles. C’est lors de la conversion de la fonte en acier que le phosphore est éliminé. La conversion consiste à réoxyder la fonte de façon contrôlée, ce qui permet de diminuer les teneurs en carbone, soufre, phosphore… On obtient alors les laitiers d’aciérie qui sont riches en phosphore et peuvent être valorisés comme engrais.

Il faudrait multiplier les essais. Heureusement, des chercheurs se sont penchés sur le sujet. Voici un article qui aborde de façon plus scientifique la question de la dureté des dépôts électrolytiques de chrome. https://archive.org/details/jresv40n1p31 Sur un grand nombre d’essais faisant varier plusieurs paramètres (concentration du bain, durée, température, densité de courant) les auteurs trouvent des duretés qui vont de 300 à 1000. Il s’agit de dureté Knoop qui est légèrement inférieure à Vickers. La dureté du chrome électrolytique varierait donc de 4,5 à 6,5 en fonction de la façon de procéder. Un autre constat très intéressant : la dureté peut être ramenée à 200 ou 250 (autour de 3,5 sur l’échelle de Mohs) par un recuit d’une heure à 1200 degrés. Et surtout, les auteurs relient la dureté à la teneur en oxygène. Si la teneur en oxygène est inférieure à 0,1 %, la dureté peut aller de 300 à 600 (pas plus de 5 sur l’échelle de Mohs). Mais dès 0,2 % d’oxygène, des duretés proches de 1000 (autour de 6,5) sont possibles. Comment une teneur aussi faible peut-elle changer à ce point la dureté du chrome ? Il s’agit d’un phénomène bien connu en métallurgie : le durcissement structural. Les métaux sont formés de cristaux. Un cristal n’est pas un objet parfait. Il présente de nombreux défauts qui jouent un rôle décisif sur certaines propriétés comme la résistance mécanique. La dureté d’un métal est liée à la présence de dislocations, c’est à dire des plans atomiques incomplets. Ces dislocations sont plus ou moins mobiles et ce sont elles qui expliquent la ductilité des métaux. Dans le cas du chrome, de minuscules cristaux d’oxyde de chrome peuvent se former sur les dislocations et bloquer leur mouvement. C’est ce qui explique la dureté élevée de certains revêtements de chrome. Le recuit a pour effet de disperser ces oxydes et de rendre leur liberté aux dislocations. Cette fois l’histoire tient à peu près debout. Le chrome pur n’est pas spécialement dur. La dureté de 4,5 des techniques de l’ingénieur correspond à du chrome de haute pureté. On peut même descendre à 3,5 après un traitement thermique adéquat. Dans les dépôts électrolytiques, on cherche souvent une dureté plus élevée qui peut atteindre 6,5 grâce à un effet de durcissement structural et à une faible teneur en oxygène. C’est le cas des procédés dits de « chromage dur ». Mais alors, pourquoi wikipedia va-t-il jusqu’à 8,5 ? L’explication de Latruf est peut-être la bonne même si elle nous éloigne du métal…

Dans un haut fourneau, l’oxyde de phosphore est réduit et le phosphore se retrouve dans la fonte. Peut-être que l’apatite est plus stable. Ce fut longtemps un obstacle à l’utilisation de la minette de Lorraine. Je ne sais pas si les hauts fourneaux du 19ème siècle comme ceux de Saint-Benin pouvaient s’accommoder de teneurs élevées en phosphore.

Relatif, tout ça...

Je n'y avais pas pensé. Du coup, j'en ai mis un fragment à tremper dans l'acide chlorhydrique. On va bien voir... J'ai quand même un doute: le phosphore n'est pas très bien vu dans les hauts-fourneaux.

Malheureusement, Wikipedia ne donne pas ses sources. Je parle bien du métal, pas d'un composé chimique. On peut commencer par là. Le plus simple pour trouver du chrome, c’est le rayon plomberie d’un magasin de bricolage : Il s’agit le plus souvent d’un mince dépôt électrolytique sur du cuivre ou du laiton. Ici, le corps est en plastique avec une première couche de cuivre et un revêtement de chrome d’environ 50 microns. Premier test avec un éclat de quartz. Il ne faut pas trop appuyer pour ne pas atteindre le cuivre. Pas de doute, ce quartz-ci raye ce chrome-là et le cuivre n’est pas entamé. Avec un cristal de feldspath, on voit une très légère trace mais le chrome semble bien rayé. Même essai avec du verre : le verre glisse sur le chrome sans laisser la moindre éraflure. La dureté devrait se situer vers 5,5 à 6. Mais on ne peut pas généraliser à partir d’un seul échantillon.

Que vient faire SiO2 ?????? On parle de métal. Wikipedia n’est pas à l’ abri des contradictions, la version anglaise donne bien 8,5. Nous sommes bien d’accord. L’échelle de Mohs est beaucoup trop vague et n’a aucune utilité en métallurgie. Mais il y a quand même des géoforumeurs qui utilisent des métaux pour tester la dureté des minéraux.

Une petite question annexe : le noyau interne solide de la Terre baigne dans le noyau externe liquide. Le noyau interne est-il fixe ? Rien ne l’empêche de bouger...

Le chrome est réputé pour sa dureté. Où se situe-t-il sur l’échelle de Mohs ? Une recherche sur internet donne tout et son contraire. En se limitant à des sites réputés pour leur sérieux, c’est le grand écart : Wikipedia (version anglaise) indique une dureté Mohs de 8,5 qui fait du chrome le plus dur de tous les métaux. Les Techniques de l’Ingénieur donnent seulement 4,5. À peine mieux que le cuivre. Quand on sait que l’échelle de Mohs est vaguement logarithmique, la différence est énorme. Wikipedia donne en fait des informations contradictoires. Dans le même article, une dureté Vickers de 1060 est annoncée, ce qui correspondrait plutôt à 6,5 sur l’échelle de Mohs... Que faut-il retenir ? https://www.techniques-ingenieur.fr/base-documentaire/materiaux-th11/metallurgie-extractive-42369210/metallurgie-extractive-du-chrome-m2245/rappel-des-proprietes-du-chrome-m2245v2niv10001.html https://en.wikipedia.org/wiki/Chromium

Bonjour Latruf, ça va être compliqué. En métallurgie, on détermine la dureté par la profondeur et la largeur d’une empreinte mais ça ne marche bien qu’avec des matériaux ductiles. Pour cela, il faut utiliser une pointe (de diamant le plus souvent) d’une forme très précise et appuyer avec une force très précise. Un matériau ductile donnera un sillon propre, alors qu’un matériau fragile laissera de petits fragments autour du sillon. La profondeur du sillon dépend de la force avec laquelle on appuie, de la différence de dureté entre les deux matériaux, de la forme de la pointe, la présence de clivage peut aussi intervenir…