1. Structure
Les verres industriels courants ont des compositions très voisines de celles qui sont indiquées au tableau.
Les constituants sont apportés au four par la « composition ». La silice y est introduite sous forme de sable très pur, tel que celui de Fontainebleau, ou de quartz naturel broyé, l'alumine sous forme de feldspaths très purs, aussi exempts de fer que possible, ou sous forme d'alumine hydratée chimique obtenue à partir de bauxite. Les oxydes alcalins sont le plus souvent apportés sous forme de carbonates, mais parfois, et en général partiellement, sous leur forme hydratée, soude (NaOH) ou potasse (KOH). La chaux et la magnésie peuvent être utilisées directement, mais pour des raisons de coût on leur préfère fréquemment le calcaire pur et la dolomie.
La structure chimique de la silice pure obéit à une loi simple : chaque atome de silicium est lié à quatre atomes d'oxygène, et chaque atome d'oxygène est lié à deux atomes de silicium. Les distances entre deux atomes liés sont bien définies : la longueur de la liaison Si−O est de 0,162 nm. Ni les atomes de silicium, ni ceux d'oxygène ne sont liés entre eux directement. Les angles formés par ces liaisons ont une constance moins rigoureuse : en gros, les deux atomes de silicium liés à un même oxygène sont symétriquement placés de part et d'autre, et les quatre liaisons Si−O émanant d'un même Si forment entre elles des angles égaux, voisins de 1100.
En respectant ces règles simples, on peut imaginer que les atomes se disposent suivant une structure régulière et périodique, telle celle du quartz. Mais la déformabilité des angles des liaisons permet des structures plus désordonnées, avec des lacunes plus ou moins importantes. Si le désordre est suffisant pour que la matière soit macroscopiquement isotrope, on a un « verre », le verre de silice. Il est effectivement possible de fondre du quartz et de le refroidir, sans permettre aux atomes de se disposer en une architecture ordonnée. Cette fusion exige la rupture d'un grand n […]
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