CHAPITRE 2 – PROPRIÉTÉS MÉCANIQUES
95
6.3. Énergie de surface du verre
Au-dessous de la température T G de transition vitreuse on mesure,
dans une éprouvette, l’énergie élastique libérée par la croissance d’une
fissure (voir A.6). Lorsqu’on rapporte cette énergie à l’unité d’aire de la
nouvelle surface libre créée, on obtient une « énergie de surface » γ du
verre qui dépend de l’environnement. Dans le cas d’une atmosphère
inerte, γ vaut pour la plupart des verres environ 4 J.m
–2 . La valeur de γ
diffère de la tension superficielle du liquide principalement pour deux raisons. D’une part, la fracture fragile étant un phénomène brutal, l’énergie
élastique libérée ne se transforme pas uniquement en énergie de surface.
Une grande partie est dissipée irréversiblement en vibrations mécaniques. D’autre part, la surface créée par la fracture est une surface de
haute énergie comportant des liaisons insatisfaites [114] et comme les
atomes de l’intérieur du verre ont une faible mobilité, le réarrangement
pouvant minimiser l’énergie superficielle ne se produit pas.
Dans une atmosphère humide γ est plus faible. On relie généralement
cet abaissement de l’énergie de surface à la réaction de l’eau sur le réseau
vitreux à la pointe de la fissure (voir A.6).
Fig. 2.41. Tension superficielle σ des silicates alcalins binaires à 1300 °C ; d’après [112].
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6.3. Énergie de surface du verre
Au-dessous de la température T G de transition vitreuse on mesure,
dans une éprouvette, l’énergie élastique libérée par la croissance d’une
fissure (voir A.6). Lorsqu’on rapporte cette énergie à l’unité d’aire de la
nouvelle surface libre créée, on obtient une « énergie de surface » γ du
verre qui dépend de l’environnement. Dans le cas d’une atmosphère
inerte, γ vaut pour la plupart des verres environ 4 J.m
–2 . La valeur de γ
diffère de la tension superficielle du liquide principalement pour deux raisons. D’une part, la fracture fragile étant un phénomène brutal, l’énergie
élastique libérée ne se transforme pas uniquement en énergie de surface.
Une grande partie est dissipée irréversiblement en vibrations mécaniques. D’autre part, la surface créée par la fracture est une surface de
haute énergie comportant des liaisons insatisfaites [114] et comme les
atomes de l’intérieur du verre ont une faible mobilité, le réarrangement
pouvant minimiser l’énergie superficielle ne se produit pas.
Dans une atmosphère humide γ est plus faible. On relie généralement
cet abaissement de l’énergie de surface à la réaction de l’eau sur le réseau
vitreux à la pointe de la fissure (voir A.6).
Fig. 2.41. Tension superficielle σ des silicates alcalins binaires à 1300 °C ; d’après [112].