Origine stabilité cristaux de Campo obtenu par fracturation

Très bonne question pour commencer l'année ... 

Pas évident d'y répondre à froid, mais déjà deux idées en vrac :

- rupture préférentielle aux interfaces Kamacite / Taenite exposant des cristaux de taenite (riche en Ni) donc plus résistant à l'oxydation, cette rupture étant favorisé par la fragilité de la jonction de grain (hypothèse de fracturation atmosphérique)

- phénomène de fractionnation inter-éléments dans le cas d'un impact à haute vélocité dans une cible riche en silice : à haute vitesse une fusion superficielle entre deux éléments immiscibles pourrait enrichir en Ni et Co les interfaces superficiels (hypothèse de fracturation au sol)


Ce n'est qu'une première idée livrée telle quel, je n'ai pas encore pris le temps de vérifier, je me plante peut être complètement ... 

Cette première hypothèse est séduisante Vivien.
Pour répondre à Alain, tout ce que j'ai eu en individuel, talon, tranche ne résistent pas à l'oxydation, par contre les "cristaux" ne bougent pas malgré le manque de précautions (exemple un spécimen que j'ai donné à un petit neveu et que toute son école a tripoté)
Attendons une réponse.

Combien de temps faut-il pour que la rouille se développe sur une tranche ou un talon de météorite ferreuse malgré la présence de nickel ?

Elles ont chacune leur tempérament, depuis "très rapidement" (Mont Dieu) jusqu'à des météorites bien stables (Gibeon)

Mon message n'est pas parti car envoyé en même temps que Serge .
Comme je le disais un talon de Mont Dieu 1 à 2 mois, CDC entre 6 mois et un an, les tranches c'est variable (mieux vaut les mettre à l'abri)
J'ai rapatrié ma collec en France à cause du climat humide de la PYF et une fois par an je régénère le silicagel des boîtes hermétiques où je conserve les tranches, quand il ne faut pas les repasser à l'acide (pour les figures de W.)
J'ai une "vieille" tranche de Gibeon à l'air libre qui tient bien la route. Les Seymchan, Cape York résistent bien aussi.
Cela a été une de mes grandes déceptions, comme en oenologie ( Jour de fête oblige !)
Pour les françaises Mont Dieu et St Aubin beaucoup de problèmes, Caille à l'air de résister (au passage merci Laurent !)
Pieter faut pas que ça te bloque, mais mieux vaut savoir où l'on va.
Et puis le forum est là pour nous aider. 

Exactly, Leon/Andre.

Parmi celles qui rouillent vite, en plus de celles deja citees:  Dronino, Muonionalusta, Toluca, Morasko, Squaw Creek. Et parmi les pallasites: Admire, Brenham, Brahin (pas toujours), Somervell County.
Parmi les resistantes a la rouille: Gibeon, Sikhote-Alin et Seymchan.

Et les tranches rouillent toujours plus vite que les meteorites completes (jamais coupees), protégées par la croute de fusion.

C'est une question qui n'a pas vraiment de réponse, une simple, tout du moins ...

Le taux de Ni peut interférer bien sûr, certains d'entre vous ont déjà du remarquer que les ataxites étaient particulièrement stables, mais ce n'est pas le seul facteur.

L'humidité ambiante est bien plus problématique, il existe pour ça différentes solutions. 

Les ions chlorures sont à bannir à tous prix, donc ne pas les manipuler à mais nue et l'air marin n'est pas très bon non plus ...

L'oxygène de l'air est la source d'oxygène dans la formation d'oxyde de fer donc les stocker à l'abris de l'air pourrait être une bonne idée, mais pas simple à faire ... des vitrines à atmosphère contrôlée ou neutre peuvent être assez onéreuses pour un collectionneur ...

Le polissage peut être un moyen plus simple, je m'explique une surface parfaitement polie est mathématiquement finie alors qu'une même surface présentant de nombreuses rayures de différentes tailles et profondeurs à une surface bien plus grande, comprendre surface de contact à l'air ... donc surface de réaction. Sa ne réduira pas la cinétique de la réaction, mais sa réduira la quantité d'oxyde. 

Une autre solution est la passivation des métaux, comme son nom l'indique il s'agit d'une réaction chimique et traitement des métaux qui le rend passif (ou moins réactif) que sont caractère propre non passifié. 
Cela peut se faire avec différents produits chimiques, dans le cas des alliages Fe/Ni ~90-10, l'acide orthophosphorique fonctionne bien. Pour des réactions de passivation, plus l'acide est concentré plus le traitement est fort, mais l'acide orthophosphorique à 85% est très dangereux et sa manipulation doit être réservé à des chimistes avec tous les équipements de sécurité nécessaire. 
Heureusement il y à une solution plus accessible, c'est le soda de marque rouge bien connu ... cette idée n'est pas de moi, mais d'un des piliers de ce forum, j'ai nommé Jean Michel allias J2M.
Je ne me souvient plus comment s'intitulait cette discution, mais en cherchant un peu sur le forum tu devrait trouver. 
Ce soda contient une quantité non négligeable d'acide orthophosphorique (attention à l'ulcère). L'acide orthophosphorique va réagir avec le Fer pour former un pellicule de phosphate de fer insoluble et particulièrement stable. 

Les vernis type Métabo et autres ne fonctionnent pas très bien, je l'ai fait pour une grosse tranche de St Aubin du Muséum de Toulouse et 10 ans après la rouille est repartie ... il faut dire que quand on l'avait reçue au labo elle n'était pas très fraîche !

Autre chose la présence de nodules de Troilite (Sulfure de Fer) n'arrange rien, c'est bien souvent de la que commence à germer les points de rouille. 
Bien que ce genre de nodule puisse être un plus esthétique sur une tranche, je déconseille ce genre d'acquisition, du moins pour une première.

Je remercie PubliSpace2010 pour avoir ouvert ce sujet et Vivien, Serge, Léon et Impactika pour vos réponses. 
Je ne dirais pas que j'ai tout bien compris scientifiquement, mais l'essentiel est clair.
Dommage qu'il faille trancher les météorites pour faire des analyses ; surtout si c'est un spécimen d'une origine et d'un type déjà répertorié.
Je ne me bloque pas, mais je retiens l'information séduisante selon laquelle les météorites complètes jamais coupées résistent mieux à l'oxydation grâce à leur croute de fusion. 

Oui comme le dit Anne (Impaktica) certaines résistent mieux et surtout si elles sont encore entières.
J'ai à ce propos souvent sollicité Anne (mieux vaut s'adresser au Bon Dieu....)
J'ai une Gib qui a du passer entre les mains de beaucoup de personnes, et une SA achetée à un antiquaire, provenant d'un achat auprès d'un négociant russe au début du siècle dernier et tout ça n'a pas pris une ride, la patine est extraordinaire et c'est pour cela que j'ai craqué.
Les tranches c'est très beau aussi mais, comme on l'a dit....
Bon, l'important c'est que l'on ne rouille pas nous aussi !

Une SA du début du siècle dernier, il faut dire que c'est extrêmement rare.

Bon, plus sérieusement ma dernière SA schrapnel supposée elle aussi sortie de collection russe a également une patine sublime, c'est pour ça que j'ai craqué. Et ça ne bougera jamais, on peut clairement la manipuler et la faire manipuler.

Serge de Faestraets a écrit:

Une SA du début du siècle dernier, il faut dire que c'est extrêmement rare.

Bon, plus sérieusement ma dernière SA schrapnel supposée elle aussi sortie de collection russe a également une patine sublime, c'est pour ça que j'ai craqué. Et ça ne bougera jamais, on peut clairement la manipuler et la faire manipuler.

Oui, en effet, une SA du debut du 20eme siècle, c'est difficile, vue qu'elle est tombee en 1947. 

Et en voice une autre, aussi avec la patine d'origine et ramassee par une equipe de chercheurs du Vernadsky Institute a Moscou:

Wow! mille excuses.
J'ai confondu avec une autre, la SA c'est dans les années 50, j'aurais dû dire 2° moitié du siècle dernier !
Désolé pour cette erreur impardonnable, d'autant plus que l'histoire de cette pièce m'avait un peu forcé la main pour l'acquérir.
Sorry Anne & Serge 

No problem at all, Andre.

(il neige!!)   

Splendide, Impactika, absolument superbe. 
Malgré son oxydation superficielle, après selon l'étiquette ses 43 années de séjour sur les terres de la Sainte Russie, cette météorite Sikhote-Alin est de toute beauté. 
J'espère qu'elle ne subira jamais le rituel terrien du tronçonnage. 

Non, elle ne sera jamais coupee.
Elle est maintenant dans une excellente collection privee.

J’ai une hypothèse à vous soumettre. Je vais prendre le problème à l’envers : Pourquoi les Campo rouillent-elles ?

 

Je pense que c’est à cause de leur porosité et du milieu dans lequel elles étaient enterrées. En dépit de ce que l’on pourrait croire les sidérites possèdent une certaine porosité. La teneur en nickel n’est apparemment pas le premier critère de leur préservation quand elles ont été collectées dans le sol. En effet, ce n’est pas parce qu’elles contiennent plus de nickel qu’elles ne rouillent pas : Dronino est une ataxite pourtant elle rouille. Campo a plus de nickel que Sikhote et  pourtant Sikhote est plus stable (chute récente + sol rocailleux).

 

Campo : 92.9% Fe, 6.7% Ni

Sikhote : 92% Fe, 5,9% Ni

Gibeon : 91,8% Fe, 7,7% Ni

Muonionalusta : x Fe ? 8.4% Ni

 

La porosités des Campos se situe entre les cristaux. C’est pour cela que l’on voit apparaitre la rouille au niveau des jonctions sur les tranches. C’est par là que le nitrogel doit pénétrer pour fracturer la sidérite. Qu’en est-il pour une Sikhote ? A mon avis, le procédé ne doit pas marcher aussi bien. A-t-il déjà été testé ? Je vais poser cette question à l’un des vendeurs de cristaux de campo que l’on trouve sur EBay.

 

La fracturation permet donc d’obtenir une matière débarrassée de ses imperfections : le vide occupé par les sulfures, l’humidité… Cette matière plus saine et plus compacte : c’est le cristal. Pour s’assurer de cette théorie, ne faudrait-il pas comparer la densité d’un cristal à celle d’un fragment avant fracturation ? Il doit falloir des outils de mesure ultra-précis pour déceler la variation. Est-ce que cela existe ?

 

Maintenant se pose la question qui nous intéresse : pourquoi le cristal ne rouille-t-il pas ? Cela doit tenir à sa nature : structure + composition. La teneur en nickel revient alors au premier plan. Un cristal de Campo doit en théorie moins rouiller qu’un cristal de Sikhote. Pour en avoir la certitude il nous faut donc trouver ce dernier !

Pour déterminer la porosité, on utilise un pycnomètre à gaz (ou pycnomètre à hélium) et la loi de Boyle.
Il faut avoir préalablement déterminé le volume précis de la météorite, pour cela il y à deux techniques : soit les microbilles de verre soit le scanner laser 3D.

Au final l'incertitude de mesure est (dans les meilleurs cas) de l'ordre de +/- 0.1%.

Les spécialistes de ces mesures sont le Dr. Guy Consolmagno (Observatoire du Vatican) et le Dr. Daniel Britt (Université du Tennesse).

En France, il doit y avoir plusieurs appareils de ce type, mais je sais qu'il y en à au moins un au  Centre de Caractérisation des Matériaux Densifiés et Divisés (C2MD2) du Département Analyses et Instrumentation du Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne, ICB - UMR 6303 Université de Bourgogne.