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LE VERRE
concernait le radôme d’un missile balistique. Le verre mère avait une composition proche de l’eutectique du système MgO, Al 2 O 3 , SiO 2 . En utilisant
comme nucléant TiO 2 , on a obtenu une vitrocéramique à base de cordiérite
(2 MgO, 2 Al 2 O 3 , 5 SiO 2 ) dont le coefficient de dilatation est 26.10
–7 K
–1 .
Cette composition, exempte d’oxydes alcalins, conduisait à des pertes diélectriques très faibles ce qui est essentiel pour la transparence aux ondes
radar. Cette matière avait en outre une excellente résistance à l’abrasion.
Le système ternaire Li 2 O, Al 2 O 3 , SiO 2 (LAS) est le précurseur de trois
cristaux remarquables : β-eucryptite (Li 2 O, Al 2 O 3 , 2 SiO 2 ), β-spodumène
(Li 2 O, Al 2 O 3 , 4 SiO 2 ), et β-quartz dont les coefficients de dilatation sont très
faibles. Une première vitrocéramique basée sur ce système et obtenue avec
TiO 2 comme nucléant concernait une gamme d’articles blancs de cuisson
(Corningware).
Une autre application, très spectaculaire, est relative aux miroirs en
Zérodur de 8,2 m de diamètre pour le télescope géant installé à l’observatoire du mont Cerro Paranal, au Chili (Schott). Chaque ébauche de 23 tonnes a été coulée dans un moule centrifugé. Lorsque la température descend à 800 °C, la viscosité est assez élevée pour que la courbure de la face
supérieure, produite par la rotation du moule, soit figée. Le moule est alors
placé dans un four de recuisson et il est refroidi en trois mois jusqu’à la
température ambiante. Le démoulage est une opération délicate qui nécessite un jeu de 18 ventouses pour déplacer le miroir sans lui imposer de
contraintes. Ensuite les deux surfaces du miroirs sont usinées. Puis le
verre est replacé dans le four pour être céramisé en neuf mois, avant d’être
réusiné pour lui donner la forme finale. L’agent de nucléation est P 2 O 5 . Le
coefficient de dilatation de cette vitrocéramique est inférieur à 10
–7 K
–1
entre 50 et 150 °C.
À partir du système LAS on peut obtenir, en limitant la taille des cristaux par rapport à la longueur d’onde de la lumière, des vitrocéramiques
transparentes. Dans le cas des casseroles Vision et des plaques de cuisson
de cuisinières électriques, les microcristaux ont une taille d’environ
0,1 μm. Mais, de manière plus inattendue, on a récemment découvert que
certaines vitrocéramiques, dont la phase cristallisée, constituée de cristaux de 9 à 18 μm, occupe environ le quart du volume, ne diffusent pratiquement pas la lumière [189].
9. Les verres fluorés
Du côté de l’infrarouge la limite spectrale de transparence du verre dépend
de la plus grande fréquence naturelle des vibrations moléculaires du
réseau. Cette fréquence naturelle sera d’autant plus petite que les ions en
LE VERRE
concernait le radôme d’un missile balistique. Le verre mère avait une composition proche de l’eutectique du système MgO, Al 2 O 3 , SiO 2 . En utilisant
comme nucléant TiO 2 , on a obtenu une vitrocéramique à base de cordiérite
(2 MgO, 2 Al 2 O 3 , 5 SiO 2 ) dont le coefficient de dilatation est 26.10
–7 K
–1 .
Cette composition, exempte d’oxydes alcalins, conduisait à des pertes diélectriques très faibles ce qui est essentiel pour la transparence aux ondes
radar. Cette matière avait en outre une excellente résistance à l’abrasion.
Le système ternaire Li 2 O, Al 2 O 3 , SiO 2 (LAS) est le précurseur de trois
cristaux remarquables : β-eucryptite (Li 2 O, Al 2 O 3 , 2 SiO 2 ), β-spodumène
(Li 2 O, Al 2 O 3 , 4 SiO 2 ), et β-quartz dont les coefficients de dilatation sont très
faibles. Une première vitrocéramique basée sur ce système et obtenue avec
TiO 2 comme nucléant concernait une gamme d’articles blancs de cuisson
(Corningware).
Une autre application, très spectaculaire, est relative aux miroirs en
Zérodur de 8,2 m de diamètre pour le télescope géant installé à l’observatoire du mont Cerro Paranal, au Chili (Schott). Chaque ébauche de 23 tonnes a été coulée dans un moule centrifugé. Lorsque la température descend à 800 °C, la viscosité est assez élevée pour que la courbure de la face
supérieure, produite par la rotation du moule, soit figée. Le moule est alors
placé dans un four de recuisson et il est refroidi en trois mois jusqu’à la
température ambiante. Le démoulage est une opération délicate qui nécessite un jeu de 18 ventouses pour déplacer le miroir sans lui imposer de
contraintes. Ensuite les deux surfaces du miroirs sont usinées. Puis le
verre est replacé dans le four pour être céramisé en neuf mois, avant d’être
réusiné pour lui donner la forme finale. L’agent de nucléation est P 2 O 5 . Le
coefficient de dilatation de cette vitrocéramique est inférieur à 10
–7 K
–1
entre 50 et 150 °C.
À partir du système LAS on peut obtenir, en limitant la taille des cristaux par rapport à la longueur d’onde de la lumière, des vitrocéramiques
transparentes. Dans le cas des casseroles Vision et des plaques de cuisson
de cuisinières électriques, les microcristaux ont une taille d’environ
0,1 μm. Mais, de manière plus inattendue, on a récemment découvert que
certaines vitrocéramiques, dont la phase cristallisée, constituée de cristaux de 9 à 18 μm, occupe environ le quart du volume, ne diffusent pratiquement pas la lumière [189].
9. Les verres fluorés
Du côté de l’infrarouge la limite spectrale de transparence du verre dépend
de la plus grande fréquence naturelle des vibrations moléculaires du
réseau. Cette fréquence naturelle sera d’autant plus petite que les ions en