CHAPITRE 4 – PROPRIÉTÉS THERMIQUES
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trempe thermique, comme l’un des procédés les plus efficaces pour renforcer les verres sodiques (voir Chap. 2, Sect. 5.4.3)
En optoélectronique on utilise l’échange d’ions monovalents pour réaliser des guides d’ondes superficiels qui doivent avoir typiquement une
dizaine de micromètres de profondeur et un indice de réfraction excédant
celui du verre intérieur de 10
–2 environ [159]. Si, par exemple, on remplace dans un verre sodocalcique Na
+ par un ion comme Ag
+ dont la polarisabilité est beaucoup plus élevée, l’indice du verre de surface augmente
de 8.10
–2 .
Une autre méthode consiste à remplacer Na
+ par Li
+ au-dessus de la
température de transition vitreuse. Comme Li
+ est moins volumineux que
Na
+ , le réseau vitreux qui se reconstitue autour de Li
+ est plus compact
que celui qui existait autour de Na
+ . Il en résulte un accroissement
d’indice de 0,015.
Si un cylindre de verre est plongé dans un sel fondu contenant un ion
monovalent très polarisable, on peut y créer par échange d’ions un gradient d’indice de forme parabolique, à symétrie de révolution, et dont
l’action sur un faisceau lumineux axial est comparable à celle d’un système dioptrique. Pratiquement c’est l’échange
qui est le plus
utilisé. Les « lentilles » ainsi obtenues, en sectionnant le cylindre, servent
notamment en reprographie [160].
2.4. Conductivité
Les verres sont des électrolytes solides. Dans les verres courants la conductivité résulte du mouvement des cations monovalents. Après l’application d’un potentiel électrique, on observe à la cathode un dépôt d’atomes alcalins :
2Na
+ + 2e
–
→ 2 Na.
À l’anode, d’une part du gaz oxygène est libéré :
O
2–
→ 2e
– + 1/2 O 2
Ê
et d’autre part le réseau du verre y est appauvri en alcalins ; l’électrolyse
se traduit par la réduction du nombre d’oxygènes non pontants :
|
|
|
|
—Si—O—Na + Na—O—Si— → — Si—O—Si— + 2Na + 1/2 O 2
Ê
|
|
|
|
Lorsqu’on applique une tension continue, une charge d’espace se forme
à l’anode par suite de la création de la zone désalcalinisée. Le courant
ionique dans le verre décroît rapidement au cours du temps et il faut
K
+
TI
+
⇔
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trempe thermique, comme l’un des procédés les plus efficaces pour renforcer les verres sodiques (voir Chap. 2, Sect. 5.4.3)
En optoélectronique on utilise l’échange d’ions monovalents pour réaliser des guides d’ondes superficiels qui doivent avoir typiquement une
dizaine de micromètres de profondeur et un indice de réfraction excédant
celui du verre intérieur de 10
–2 environ [159]. Si, par exemple, on remplace dans un verre sodocalcique Na
+ par un ion comme Ag
+ dont la polarisabilité est beaucoup plus élevée, l’indice du verre de surface augmente
de 8.10
–2 .
Une autre méthode consiste à remplacer Na
+ par Li
+ au-dessus de la
température de transition vitreuse. Comme Li
+ est moins volumineux que
Na
+ , le réseau vitreux qui se reconstitue autour de Li
+ est plus compact
que celui qui existait autour de Na
+ . Il en résulte un accroissement
d’indice de 0,015.
Si un cylindre de verre est plongé dans un sel fondu contenant un ion
monovalent très polarisable, on peut y créer par échange d’ions un gradient d’indice de forme parabolique, à symétrie de révolution, et dont
l’action sur un faisceau lumineux axial est comparable à celle d’un système dioptrique. Pratiquement c’est l’échange
qui est le plus
utilisé. Les « lentilles » ainsi obtenues, en sectionnant le cylindre, servent
notamment en reprographie [160].
2.4. Conductivité
Les verres sont des électrolytes solides. Dans les verres courants la conductivité résulte du mouvement des cations monovalents. Après l’application d’un potentiel électrique, on observe à la cathode un dépôt d’atomes alcalins :
2Na
+ + 2e
–
→ 2 Na.
À l’anode, d’une part du gaz oxygène est libéré :
O
2–
→ 2e
– + 1/2 O 2
Ê
et d’autre part le réseau du verre y est appauvri en alcalins ; l’électrolyse
se traduit par la réduction du nombre d’oxygènes non pontants :
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—Si—O—Na + Na—O—Si— → — Si—O—Si— + 2Na + 1/2 O 2
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Lorsqu’on applique une tension continue, une charge d’espace se forme
à l’anode par suite de la création de la zone désalcalinisée. Le courant
ionique dans le verre décroît rapidement au cours du temps et il faut
K
+
TI
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