Perle fondue - Définition

Conservation

Il peut être nécessaire de conserver les perles, soit qu'il s'agisse d'étalons à remesurer régulièrement, soit qu'il s'agisse d'inconnus que l'on veut conserver. Les méta- et tétraborates de lithium sont hygrocopiques, les perles doivent donc être conservées dans un dessiccateur, ou éventuellement sous vide (certains spectromètres disposent d'un emplacement réservé aux étalons dans l'enceinte de vide).

Avant la mesure, il peuvent être nettoyés afin d'enlever une éventuelle pollution superficielle, comme par exemple de la poussière ou des traces de doigt. On utilise en général un solvant de type acétone ou éthanol. Si la perle présente des impacts ou des rayures, elle doivent être repolies avant mesure (polissage à sec ou éventuellement à l'eau distillée, puis nettoyage comme ci-dessus et séchage).

Influence des différents facteurs

Historiquement, le premier mélange proposé par Fernand Claisse était 100 unités (en masse) de tétraborate de sodium pour une unité d'échantillon. En 1962, H. Rose proposa un mélange tétraborate de lithium/échantillon dans les proportions 4:1. La composition et la concentration de flux a depuis été largement étudiée, et de nombreuses solutions sont proposées en fonction de la nature de l'échantillon.

Le tétraborate de lithium Li₂B₄O₇ est acide et convient mieux pour la dissolution des roches basiques, par exemple contenant de la dolomite.

Le métaborate de lithium LiBO₂ est basique, et convient mieux à la fusion des roches acides, riches en silice ; quelques oxydes ont une solubilité plus élevée dans le métaborate que dans le tétraborate, c'est-à-dire qu'on peut les dissoudre dans le métaborate à des concentrations où ils précipiteraient dans le tétraborate. Cependant, le tétraborate cristallise facilement, la proportion d'échantillon est donc en général plus élevée (au-dessus de 1/3) lorsqu'on l'utilise pur.

On utilise fréquemment des mélanges de méta- et tétraborate de lithium à diverses proportions (en général 2/3-1/3 ou 50-50) pour s'adapter au matériau.

L'acidité est en général estimée par l'indice d'acidité, qui est le nombre d'atomes d'oxygène divisé par le nombre des autres atomes ; par exemple, le SiO₂ a un indice d'acidité de 2, le CaCO₃ a un indice d'acidité de 1,5. L'indice d'acidité permet de choisir les proportions échantillon/fondant ainsi que la composition du fondant ; cependant, une phase mineure (en faibles proportions) contribuera peu à l'indice global et la-dite phase peut donc ne pas être adaptée au fondant choisi, ce qui pourra poser problème (mais une phase inadaptée en concentrations très faible se dissout en général bien).

Les éléments ont au moins deux degrés d'oxydation : la forme « atomique » et la forme ionique. Certains éléments ont plusieurs formes oxydées (par exemple le fer) ; dans ce cas-là, le mélange final est un équilibre entre les différentes formes d'oxyde, certaines formes pouvant être quasiment absentes. Selon le fondant, il peut donc y avoir des traces d'éléments non oxydés.

La fusion ne se fait bien qu'avec des matériaux oxydés (les métaux nobles tels que le platine, l'or ou le palladium ainsi que les sulfures et les halogénures, ne se dissolvent pas dans ces matrices), la dissolution est donc parfois précédée d'une phase d'oxydation, par exemple en chauffant le matériau réduit en poudre avec du nitrate d'ammonium NH₄NO₃, ou de préférence du nitrate de sodium ou de lithium, ou bien en l'attaquant avec un acide comme l'acide bromique HBr. On peut utiliser du peroxyde de sodium Na₂O₂, ou de l'oxyde de vanadium V₂O₅ (notamment pour oxyder les carbures).

On utilise parfois des additifs facilitant le démoulage ou diminuant la mouillabilité (augmentant la tension superficielle), en général des halogénures de lithium ou de sodium : LiBr, LiI ou NaI, parfois NH₄I, à des teneurs allant de 0,1 à 0,5 %m. L'inconvénient des agents de démoulage est qu'une partie se volatilise (sous la forme de Br₂ ou de I₂), et que le restant se retrouve pour une part dans la perle et pour une autre part en surface, formant un film qui n'est d'ailleurs probablement pas de l'agent anti-mouillant pur mais contient des atomes du matériau. Il est donc difficile de corriger de leur effet sur les autres éléments : il faudrait pour cela connaître de manière rigoureuse les proportions dans la perle et sur la perle.

L'état de surface du creuset peut également avoir son importance. Des aspérités peuvent créer une adhérence de l'échantillon et donc gêner son démoulage, voire être à l'origine de fissures en provoquant des contraintes lors du refroidissement. Il peut donc être nécessaire de repolir le creuset.

Le mode de chauffage va déterminer la température accessible et l'environnement chimique de la fusion. Les chauffages électriques, par induction, permettent de chauffer à basse température, ce qui permet d'éviter la volatilisation de certains composés. Le chauffage à flamme peut créer une atmosphère oxydante ou réductrice, qui peut influencer la solubilité des composés. En fait, de nombreux paramètres, plus ou moins maîtrisables selon la machine de fusion, peuvent être importants dans certains cas : agitation (rotation ou tangage du creuset), gradient thermique, atmosphère…

Certains matériaux peuvent réagir avec le creuset, rendant la méthode de fusion délicate. Par exemple, le phosphore forme un eutectique avec le platine, qui fond vers 580 °C.