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LE VERRE
que Φ s (t) ≡ Φ c (t), car on doit s’attendre à ce que les mécanismes microscopiques qui interviennent dans le réarrangement moléculaire du réseau soient indépendants de leur cause : variation de température ou de
pression.
Malheureusement, la comparaison directe des deux fonctions n’a pu
être encore réalisée, compte tenu notamment des difficultés pour effectuer des expériences sous pression. Toutefois des informations ont pu
être tirées par l’intermédiaire de la viscosité η qui est la propriété rhéologique du verre la plus étudiée. Le temps moyen τ de relaxation de la
contrainte de cisaillement est lié à la viscosité par :
τ =
η
G
(A2.15)
où G est la module de cisaillement.
D’une part, depuis les travaux de Litovitz et al. [11] on admet que
l’influence de la température est la même pour le temps de retard λ c et
le temps de relaxation τ. À partir des résultats d’essais d’éprouvettes en
contrainte de cisaillement et en contrainte uniaxiale, Duffrène et Gy [12]
ont trouvé, pour un verre sodocalcique, que λ c /τ = 3,81.
D’autre part, il est avéré que la transition vitreuse s’observe toujours
lorsque la viscosité est voisine de 10
12 Pa.s. Il paraît donc vraisemblable
que la relaxation structurale soit liée à la viscosité. En repérant T G par
analyse thermique différentielle Fig. A2.10, Moynihan [3] a déterminé
l’énergie d’activation ΔH de la transition vitreuse pour plusieurs compositions verrières, à partir de la variation de T G en fonction de la vitesse
de refroidissement. Pour les mêmes compositions, il a également obtenu
l’énergie d’activation de la viscosité ΔH η au voisinage de T G , d’après la
pente de la courbe de variation de lnη en fonction de 1/T dans ce domaine de température. Le tableau A2.I rassemble ses résultats . Les
écarts entre ΔH et ΔH η sont de l’ordre de grandeur de l’incertitude expérimentale. Si alors on admet l’égalité des énergies d’activation de la viscosité et de la relaxation structurale, seul le temps de relaxation moyen
doit différer pour les deux phénomènes.
À partir de la mesure de la variation de la contrainte en fonction de
la température dans un échantillon de verre sodocalcique soumis à un
refroidissement à vitesse constante, Gardon et Naranayaswamy [13] sont
parvenus à la conclusion que la relaxation du volume est quatre fois
moins rapide que la relaxation des contraintes de cisaillement. Rekhson
et Mazurin [14], opérant également sur un verre sodocalcique, ont trouvé
quant à eux un rapport égal à dix. Toujours sur un verre sodocalcique,
Guillemet et al. [10] à partir d’une courbe dilatométrique expérimentale,
ont obtenu un rapport égal à neuf.
LE VERRE
que Φ s (t) ≡ Φ c (t), car on doit s’attendre à ce que les mécanismes microscopiques qui interviennent dans le réarrangement moléculaire du réseau soient indépendants de leur cause : variation de température ou de
pression.
Malheureusement, la comparaison directe des deux fonctions n’a pu
être encore réalisée, compte tenu notamment des difficultés pour effectuer des expériences sous pression. Toutefois des informations ont pu
être tirées par l’intermédiaire de la viscosité η qui est la propriété rhéologique du verre la plus étudiée. Le temps moyen τ de relaxation de la
contrainte de cisaillement est lié à la viscosité par :
τ =
η
G
(A2.15)
où G est la module de cisaillement.
D’une part, depuis les travaux de Litovitz et al. [11] on admet que
l’influence de la température est la même pour le temps de retard λ c et
le temps de relaxation τ. À partir des résultats d’essais d’éprouvettes en
contrainte de cisaillement et en contrainte uniaxiale, Duffrène et Gy [12]
ont trouvé, pour un verre sodocalcique, que λ c /τ = 3,81.
D’autre part, il est avéré que la transition vitreuse s’observe toujours
lorsque la viscosité est voisine de 10
12 Pa.s. Il paraît donc vraisemblable
que la relaxation structurale soit liée à la viscosité. En repérant T G par
analyse thermique différentielle Fig. A2.10, Moynihan [3] a déterminé
l’énergie d’activation ΔH de la transition vitreuse pour plusieurs compositions verrières, à partir de la variation de T G en fonction de la vitesse
de refroidissement. Pour les mêmes compositions, il a également obtenu
l’énergie d’activation de la viscosité ΔH η au voisinage de T G , d’après la
pente de la courbe de variation de lnη en fonction de 1/T dans ce domaine de température. Le tableau A2.I rassemble ses résultats . Les
écarts entre ΔH et ΔH η sont de l’ordre de grandeur de l’incertitude expérimentale. Si alors on admet l’égalité des énergies d’activation de la viscosité et de la relaxation structurale, seul le temps de relaxation moyen
doit différer pour les deux phénomènes.
À partir de la mesure de la variation de la contrainte en fonction de
la température dans un échantillon de verre sodocalcique soumis à un
refroidissement à vitesse constante, Gardon et Naranayaswamy [13] sont
parvenus à la conclusion que la relaxation du volume est quatre fois
moins rapide que la relaxation des contraintes de cisaillement. Rekhson
et Mazurin [14], opérant également sur un verre sodocalcique, ont trouvé
quant à eux un rapport égal à dix. Toujours sur un verre sodocalcique,
Guillemet et al. [10] à partir d’une courbe dilatométrique expérimentale,
ont obtenu un rapport égal à neuf.