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LE VERRE
plats de télévision, comportent une feuille de verre qui sert de support pour
une matrice de petits cristaux liquides (pixels), en silicium amorphe.
Compte tenu de la densité de ce réseau, la stabilité dimensionnelle du
substrat doit être assurée au micromètre près. Cette condition doit être
remplie par la feuille de verre bien que la technologie du silicium amorphe
oblige à un séjour de la feuille à 400 °C. En outre, la qualité des pixels
n’est sauvegardée que si le taux d’alcalins qu’ils contiennent reste à un
niveau très bas. Pour cette application très exigeante, la feuille de verre
est généralement un borosilicate sans alcalin dont le T G se situe vers
640 °C.
4. Les verres d’alumino-silicates
Le verre « E » fut développé d’abord pour une application purement électrique en 1940. Il s’agissait de réaliser un tissu isolant, à faible perte diélectrique et résistant à la chaleur et aux attaques hydrolytiques pour des
appareillages électriques de puissance (générateurs, moteurs, transformateurs). La firme américaine Owens-Corning Fiber Glass choisit une
composition voisine de l’eutectique 22 SiO 2 , 3 Al 2 O 3 , 9 CaO, dont le liquidus est à 1170 °C. Environ 7 % de B 2 O 3 furent ajoutés pour pouvoir fibrer
vers 1150 °C. Au début de la seconde guerre mondiale, on se rendit
compte, en fabriquant des radômes avec des fibres de verre E, que
lorsqu’on les mélangeait à une résine de synthèse (thermodurcissable ou
thermoplastique) elles en transformaient complètement les propriétés
mécaniques. Le module d’Young, la résistance mécanique et la dureté sont
considérablement renforcés. Les composites qu’on réalise par association
fibres de verre-résine sont largement imputrescibles et incombustibles. Ils
connaissent de ce fait de multiples applications dans les transports, le
bâtiment et la marine de plaisance.
Des performances mécaniques encore plus élevées sont obtenues avec
des verres du système SiO 2 , MgO, Al 2 O 3 . Il s’agit des verres « S » et « R ».
Les compositions industrielles sont voisines de l’eutectique 65 SiO 2 ,
25 Al 2 O 3 , 10 MgO dont le liquidus est à 1475 °C. Le remplacement de CaO
par MgO permet d’atteindre un module d’Young d’environ 90 GPa. En
outre la résistance à la corrosion est remarquable. Mais compte tenu de
ce que ces verres nécessitent des températures de 1700 °C pour leur élaboration, leurs applications sont limitées à des composites « haut de
gamme » comme ceux qui servent pour les pales d’hélicoptère.
En dehors des fibres de renforcement, un domaine d’intérêt pour les
alumino-silicates concerne les verres devant subir la trempe chimique
[186]. Le renforcement de ces verres par échanges d’ions est en effet facile
à réaliser, car d’une part la diffusivité des alcalins y est grande et d’autre
part la température de transition vitreuse est élevée.
LE VERRE
plats de télévision, comportent une feuille de verre qui sert de support pour
une matrice de petits cristaux liquides (pixels), en silicium amorphe.
Compte tenu de la densité de ce réseau, la stabilité dimensionnelle du
substrat doit être assurée au micromètre près. Cette condition doit être
remplie par la feuille de verre bien que la technologie du silicium amorphe
oblige à un séjour de la feuille à 400 °C. En outre, la qualité des pixels
n’est sauvegardée que si le taux d’alcalins qu’ils contiennent reste à un
niveau très bas. Pour cette application très exigeante, la feuille de verre
est généralement un borosilicate sans alcalin dont le T G se situe vers
640 °C.
4. Les verres d’alumino-silicates
Le verre « E » fut développé d’abord pour une application purement électrique en 1940. Il s’agissait de réaliser un tissu isolant, à faible perte diélectrique et résistant à la chaleur et aux attaques hydrolytiques pour des
appareillages électriques de puissance (générateurs, moteurs, transformateurs). La firme américaine Owens-Corning Fiber Glass choisit une
composition voisine de l’eutectique 22 SiO 2 , 3 Al 2 O 3 , 9 CaO, dont le liquidus est à 1170 °C. Environ 7 % de B 2 O 3 furent ajoutés pour pouvoir fibrer
vers 1150 °C. Au début de la seconde guerre mondiale, on se rendit
compte, en fabriquant des radômes avec des fibres de verre E, que
lorsqu’on les mélangeait à une résine de synthèse (thermodurcissable ou
thermoplastique) elles en transformaient complètement les propriétés
mécaniques. Le module d’Young, la résistance mécanique et la dureté sont
considérablement renforcés. Les composites qu’on réalise par association
fibres de verre-résine sont largement imputrescibles et incombustibles. Ils
connaissent de ce fait de multiples applications dans les transports, le
bâtiment et la marine de plaisance.
Des performances mécaniques encore plus élevées sont obtenues avec
des verres du système SiO 2 , MgO, Al 2 O 3 . Il s’agit des verres « S » et « R ».
Les compositions industrielles sont voisines de l’eutectique 65 SiO 2 ,
25 Al 2 O 3 , 10 MgO dont le liquidus est à 1475 °C. Le remplacement de CaO
par MgO permet d’atteindre un module d’Young d’environ 90 GPa. En
outre la résistance à la corrosion est remarquable. Mais compte tenu de
ce que ces verres nécessitent des températures de 1700 °C pour leur élaboration, leurs applications sont limitées à des composites « haut de
gamme » comme ceux qui servent pour les pales d’hélicoptère.
En dehors des fibres de renforcement, un domaine d’intérêt pour les
alumino-silicates concerne les verres devant subir la trempe chimique
[186]. Le renforcement de ces verres par échanges d’ions est en effet facile
à réaliser, car d’une part la diffusivité des alcalins y est grande et d’autre
part la température de transition vitreuse est élevée.