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A. DELESNE. — L'OCCLUSION DES GAZ PAR LES METAUX 



d'abord tics rapide, puis elle devient. de plus en 

 plus lente, l'équilibre n'étant obtenu théorique- 

 ment qu'au bout d'un temps inQni. Des réactions 

 chimiques peuvent compliquer les deux types de 

 sorption, et chaque composé chimique formé a 

 sa propre pression de décomposition. 



L'alisorplion nécessite la dilïusioi) ; on a ob- 

 servé une dilîusion mesurable dans le charbon 

 de bois à ^ 180" C, dans le palladium à la tem- 

 pérature ordinaire, dans l'or et le plomb à une 

 température modérée, dans l'acier à haute tem- 

 pérature. L'adsorption diminue rapidement 

 quand la température s'élève et dépend du déve- 

 loppement de la surface : c'est essentiellement 

 un phénomène de tension superficielle, influencé 

 quelquefois par des effets électro-capillaires. 

 Les valeurs quantitatives des tensions superG- 

 cielles des solides sont inconnues; mais quel- 

 ques hypothèses déduites de la théorie atomique 

 par llaber, et tout récemment par Harkins et par 

 Langmuir, peuvent nous aider à comprendre le 

 phénomène. 



D'après Langmuir, chaque atome à l'intérieur 

 d'un solide est lié à un point d'équilibre du ré- 

 seau de l'espace et atta,ché à tous les atomes voi- 

 sins par des valences primaires et secondaires, 

 toutes de caractère chimique. Les atomes su- 

 perficiels présentent des valences non équili- 

 brées et non saturées sur leurs côtés externes; 

 la tension superficielle, comme la cohésion, peut 

 donc être attribuée à des forces chimiques. Les 

 molécules ijazeuses qui frappent la surface sont 

 retenues et condensées, et non réfléchies. Elles 

 forment une pellicule superficielle qui tend à 

 s'accroître comme un prolongement du réseau 

 du solide. Mais il se produit aussi une re-éva- 

 poration des molécules gazeuses, et l'adsorp- 

 tion est la conséquence directe du retard de 

 l'évaporation sur la condensation; c'est le résul- 

 tat d'un équilibre cinétique. En règle générale, 

 la pellicule gazeuse n'a que l'épaisseur d'un 

 atome ou d'une molécule, excepté lorsque la sur- 

 face du solide est poreuse ou lorsque le gaz est 

 une vapeur saturée; elle peut alors être plus 

 épaisse. Des expériences de Me Bain sur la sorp- 

 tion par le carbone de l'iode dissous dans divers 

 solvants ont rendu très vraisemblable l'hypo- 

 thèse précédente pour les solides, et par exten- 

 sion pour les gaz. 



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 * * 



L'occlusion des gaz par les métaux joue un 

 rôle très important dans un grand nombre de 

 phénoniènes physiques. En ce qui concerne, par 

 exemple, l'émission d'électrons parles métaux 

 chaulTés, 11. A. Wilson a montre que l'émission 



du platine est réduite à 1/250.000'^ de sa valeur 

 par chauffage préliminaire du métal dans l'oxy- 

 gène ou ébullition dans l'acide nitrique, ce qui 

 a pour effet d'éliminer l'hydrogène occlus; l'ad- 

 mission d'un peu de ce gaz ramène aussitôt 

 l'émission à sa valeur originale. Le phénomène 

 de la passivité des métaux paraît être également 

 sous la dépendance immédiate de l'occlusion. 



Mais ce qui a attiré surtout l'attention de la 

 Société Faraday, c'est le rôle de l'occlusion en 

 métallurgie. M. Cosmo Johns a rappelé l'in- 

 fluence, beaucoup plus considérable qu'on ne le 

 croit généralement, des gaz occlus sur les pro- 

 priétésdes métaux employésdans la construction 

 mécanique; l'apparition de la fragilité est très 

 souvent en relation avec eux. 



Heyn a poursuivi à ce sujet des expériences 

 très instructives sur l'absorption de l'hydrogène 

 par le cuivre. Le cuivre fondu (et le fer égale- 

 ment) dissolvent plus d'hydrogène que le cuivre 

 solide, et une masse fondue saturée d'hydro- 

 gène doit devenir sursaturée par solidification. 

 Une partie de ce gaz se dégage pendant que le 

 métal est encore assez fluide; mais le reste doit 

 être emprisonné et former des inclusions gazeu- 

 ses micro- ou macroscopiques dans ou entre les 

 cristaux individuels. Mais ces inclusions ne peu- 

 vent expliquer tous les faits observés. Elles sont 

 quelquefois absentes, et Heyn, dans ses études 

 sur la fragilité provoquée par l'hydrogène, n'a 

 pu découvrir aucune modification de la micro- 

 structure susceptible de rendre compte de la 

 faiblesse mécanique. Mais, si l'on se rappelle 

 que l'explication la plus répandue de la téna- 

 cité des solides (cristallins) postule l'existence 

 d'atomes amorphes, non orientés, à l'état de ci- 

 ment surfondu entre les grains cristallisés, on 

 peut expliquer les faits de la façon suivante: le 

 liquide surfondu entre les cristaux n'a pas subi 

 le changement d'état qui se produit quand un 

 liquide se solidifie; il doit contenir plus d'hy- 

 drogène en solution que le métal solide. L'ab- 

 sorption et l'expulsion des gaz affecte donc 

 principalement, sinon entièrement, le liquide 

 surfondu. Le changement de propriétés qui se 

 manifeste par la fragilité s'opère ainsi au con- 

 tact des cristaux. -Et il est probable que cette 

 solubilité plus grande du ciment reliantles grains 

 cristallins est aussi le facteur dominant de la 

 fragilité de l'acier exposé à l'action de l'hydro- 

 gènedanscertaines conditions. M. W. Rosenhain 

 arrive à des conclusions analogues à la suite de 

 ses recherches sur l'occlusion des gaz par l'alu- 

 minium et ses alliages. 



Dans les recherches précédentes, on a affaire 

 à des gaz extérieurs absorbés par les métaux ; 



