VITREUX ÉTAT

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Procédés d'obtention des verres

Habituellement, lorsqu'un produit fondu est progressivement refroidi, il cristallise à une température bien définie qui est égale à celle de sa fusion. Cependant, si l'on réfrigère suffisamment rapidement certains matériaux, ils peuvent franchir ce point sans cristalliser, et passer à l'état de « liquides surfondus ». En poursuivant l'opération, la viscosité du liquide augmente rapidement, atteignant une valeur élevée, voisine de 1012 Pa . s. La transition qui conduit à l'état vitreux apparaît alors. De ce point de vue, le verre peut être considéré comme un liquide figé. Il possède en effet une structure dépourvue d'ordre à longue distance. Cependant, si, dans les liquides, les molécules ou les assemblages atomiques ont en permanence des déplacements relatifs importants, dans les verres, au contraire, ceux-ci deviennent impossibles et seules les vibrations thermiques autour de positions moyennes fixes se produisent, semblables à celles qui sont observées dans les cristaux.

La vitesse de refroidissement nécessaire pour obtenir l'état vitreux à partir d'un matériau liquide dépend de sa nature chimique. Certains composés purs, tels que B2O3, ou certains mélanges, tels ceux d'oxydes habituellement utilisés dans le verre ordinaire (70 SiO2, 20 Na2O, 10 CaO), aboutissent à l'état vitreux même à la suite de refroidissements relativement lents ; le contact de l'air suffit alors à la transformation de la masse fondue. D'autres matériaux ne peuvent être obtenus à l'état vitreux qu'à la suite de réfrigérations très rapides, appelées trempes, de telle sorte que la cinétique du refroidissement puisse l'emporter sur celle, même très rapide, de la cristallisation. Dans certains cas, il est nécessaire de recourir à des vitesses extrêmement élevées, de l'ordre de 106 0C par seconde, pour atteindre l'état vitreux : c'est le cas en particulier des alliages métalliques non cristallins obtenus par les procédés d'ultratrempe.

Si le figeage [...]


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Température et variation de volume

Température et variation de volume
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Verre de silice SiO2

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Verre de silicate

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Verre de fluorure

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Écrit par :

  • : professeur à la faculté de pharmacie de Paris, université René-Descartes, correspondant de l'Institut, membre de l'Académie de médecine

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Pour citer l’article

Jean FLAHAUT, « VITREUX ÉTAT », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 24 mars 2020. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/etat-vitreux/