CH.-ED. GUILLAOIE 



LES ÉTATS DE LA MATIÈRE 



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Le regrelté Kahlbaum oxposail, à Friboiirg, 

 il y a environ six uns, les résultats exlrèmenienl 

 curieux (ibleaus par la compression d'échantillons 

 de divers métaux. Il s'agissait de corps très purs 

 obtenus par distillation dans le vide, suivant la 

 belle niétlioile ipTii avait si (;"(un[ilètement élaborée. 

 Les éidiantillons, sous la forme de petits cylindres 

 bien polis, étaient soumis, dans l'huile de ricin, à 

 une com|U'ession poussée graduellement Jusqu'à 

 20.000 atmosphères. Or, après une augmentation 

 de la densité sous les pressions de poussées jusf[u'ù 

 parfois lO.OOO atmosphères, il observa, dans la 

 ma.j(u-itè des cas, sous des pressions plus fortes, 

 une diminution consécutive de la densité, faible, 

 mais bien supérieure aux erreurs possibles des 

 ol)servations. 



En même temps, les corps avaieiU changé de 

 forme : ils s'étaient allongés ou raccourcis, bien 

 que soumis à des pre.ssions rigoureusement hydros- 

 tatiques: leur surface s'était dépolie et présentait 

 un aspect comme t(uirmenlé. Kahlbaum ébaucha 

 une Ihéiirie de ces phénomènes; mais le moment 

 était un pru [)rématuré, et la solution devait être 

 attendue de nouvelles expériences. Elles furent 

 entreprises, après entente avec Kahlbaum, par 

 M. \\'. Spring. l'éminenl professeur de Liège, 

 auquel l'étude des hautes pressions est redevable 

 de tant du contributions de premier ordre. 



Les expériences de Jl. Spring furent exécutées 

 dans des conditions un ]ieu différentes de celles de 

 Kahliiaum. Les métaux furent forcés au travers 

 d'un petit trou, de manière à sidiii- un pétrissage 

 sous (I ènoianes pressions. L<'s rèsidtats de Kahl- 

 lianm fni'ent d'abord brillauunent conlirmés : la 

 densité des èchaulillons étudiés se t nui va diminuée 

 de quantités notables, atteignant par exemple 

 2 " oo dans le cas de l'argent. Un seul métal lit 

 exception, le bismuth. <l(uil la densité était aug- 

 mentée. 



Ce métal, d'ailleurs, se comporta de la [dus 

 singulière façon. On sait combien il est aigre et 

 cassant. Or, le iil sorti de la iilière par compression 

 était tellement souple qu'il put être noué sans 

 manifester la moindre tendance à la rupture. 

 C'était un nouveau bismulli, encore inconnu, que 

 M. Spring avait réalisé. 



Mais les métaux pétris pouvaient revenir à leur 

 état primitif; il suffisait, pour cela, de les chauffer. 

 Leur surface, polie, devenait alors rugueuse; la 

 densité première se retrouvai; sensiblement; bref, 

 l'effet des compressions était complètement annulé. 



Ne sommes-nous point en plein paradoxe? Un 

 métal passé ;\ la fdiére sous une énorme pression 

 est souple; le recuit le rend cassant. L'n autre 

 perd de sa densité par le fait de la pression; recuit, 

 il la reprend. 



Essayons donc une hypothèse, ([ue, d'ailleurs, 

 conlirment immédiatement les observations métal- 

 lographiques de M. Beilby. Supposons que, par la 

 trituration sous forte pression, les métaux passent, 

 au moins dans une forte proportion, à l'état amor- 

 phe. Le recuit devra les ramener à la structure 

 cristalline, ([ui est leur forme naturelle aux tempé- 

 ratures inférieures à celle de leur fusion. S'ils con- 

 servent, en gènèi'al, l'état amorphe, auquel le pé- 

 trissage les a amenés, c'est parce qu'aux basses 

 températures les transformations sont d'une len- 

 teur extrême. 



Si nous suivons les conséquences de cette hypo- 

 thèse, le ]iaradoxe s'évanouit, et tout devient clair. 

 On sait que les métaux étudiés diminuent de vo- 

 lume en se solidiliant, à l'exception du bismuth 

 (|ui se dilate; l'état amorphe apparemment solide 

 étant c(uitinu avec l'état liquide, rien n'est plus 

 mystérieux dans les résultats de M. Kahll)aum et 

 de M. Spring. L'expérience de M. Clemens Schiifer 

 n'éveille plus un doute de principe, et tout ce cju'il 

 reste à faire est de préciser l'état, insuffisamment 

 défini, des fds dont il s'est servi. Le phénomène 

 n'est pas simple, mais on ne peut plus l'opposer 

 à l'idée de discontinuité des états cristallin et 

 amorphe. 



Un diagi'amme de M. Tammann aurait pu faire 

 pressentir les résultats que je viens de rapporter. 



Dans l'immense majorité des cas, le cristal est 

 plus dense que l'amiu'phe dans lequel il prend 

 naissance; mais ce dernier est i)lus compressible, 

 de telle sorte que, sous de très fortes pressions, la 

 difl'érence des densités tend à diminuer. Comme 

 consé(]uence nécessaire, la température de fusion 

 monte, avec un(> rapidité décroissante, en même 

 temps que la pression. Pour de très fortes pres- 

 sions, un maximum pourra être atteint, oi^i la den- 

 sité du cristal et de l'amorplie seront égales; et, 

 pour des pressions encore plus fortes, la tendance 

 à la transformation sera du cristal vers le corps 

 amorphe. Cette transformation pourra se produire 

 sous une pression hydrostatique, mais elle devra 

 être énorme. La trituration, qui, en faisant glisser 

 des cristaux, provoque leur désagrégation, multi- 

 plie fortement cet effet de la pression, et engendre 

 les transformations que je viens de décrire. 



Peut-être le fd n'est-il amorphe que jusqu'à une 

 faible profondeur; mais comme, dans les torsions, 

 l'action des couches extérieures est prépondérante, 

 ce sont elles qui impriment leur caractère au ])hé- 

 nomène. 



M. Spring a poursuivi l'expérience. Il a trouvé 

 que, entre le métal amorphe et la baguette cristal- 

 line, il se produit un couple hydro-électrique, dans 

 lequel le métal amorphe entre en dissolution. Or, 

 dans l'immense majorité des cas, le cristal se forme 



