CHAPITRE 2 – PROPRIÉTÉS MÉCANIQUES
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appliquer à l’un des cylindres pour qu’il soit animé d’une vitesse angulaire ω par rapport à l’autre [22, 75]. Si le cylindre intérieur a une longueur , la viscosité η est donnée par l’équation :
(2.2)
Toujours pour déterminer les basses viscosités, on mesure parfois la
vitesse de chute v d’une bille de platine dans le liquide. Si l’on connaît la
densité ρ du liquide, on obtient la viscosité η par l’équation :
où ρ s est la densité du platine, r le rayon de la bille et g l’accélération de
la pesanteur.
Dans la pratique, on ne peut pas mesurer la viscosité du liquide dans
le domaine de température situé juste au-dessous de la température de
liquidus, où il cristallise (Fig. 1.4). Mais, comme nous l’avons déjà signalé
dans le chapitre 1, section 2.1, lorsque la température est suffisamment
basse, la viscosité finit par dépasser 10
5 Pa.s, alors la vitesse de cristallisation devient très petite et la mesure de viscosité est à nouveau possible.
Le point fixe de ce domaine est la température de ramollissement ou
point de Littleton. C’est la température à laquelle un fil de verre de diamètre 0,7 mm environ et de longueur 23,5 cm s’allonge, par son propre
poids et malgré la tension superficielle, à la vitesse de 1 mm.min
–1
. La viscosité correspondante vaut 10
6,65 Pa.s. Pour les viscosités plus élevées, on
leste un fil de longueur et on mesure sa vitesse d’allongement sous la
contrainte d’extension σ. On en tire [76] :
.
Lorsque la viscosité est plus grande que 10
5 Pa.s, la méthode la plus
employée est celle de l’allongement du fil [22]. Le four dans lequel se
trouve le fil est chauffé à 5 °C par minute et l’on mesure, à l’aide d’un
Tableau 2.V. Domaines d’application des principales méthodes de mesure de la viscosité
des liquides précurseurs des verres.
Méthode
Domaine de viscosité en Pa.s
Cylindres coaxiaux
η < 10
4
Chute d’une bille
η < 10
4
Vitesse d’allongement d’une baguette
10
5 < η < 10
14
Plateaux parallèles
10
5 < η < 10
14
Flexion d’une barre prismatique
10
9 < η
η
1
4π
------- - 1
r
2
---1
R
2
-----–
M
ω
---- - .
=
η
2
9
--- ρ s ρ
–
(
)
r
2
g
v
------- -
=
η
σ
3
--- d /dt
-------------- -
=
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appliquer à l’un des cylindres pour qu’il soit animé d’une vitesse angulaire ω par rapport à l’autre [22, 75]. Si le cylindre intérieur a une longueur , la viscosité η est donnée par l’équation :
(2.2)
Toujours pour déterminer les basses viscosités, on mesure parfois la
vitesse de chute v d’une bille de platine dans le liquide. Si l’on connaît la
densité ρ du liquide, on obtient la viscosité η par l’équation :
où ρ s est la densité du platine, r le rayon de la bille et g l’accélération de
la pesanteur.
Dans la pratique, on ne peut pas mesurer la viscosité du liquide dans
le domaine de température situé juste au-dessous de la température de
liquidus, où il cristallise (Fig. 1.4). Mais, comme nous l’avons déjà signalé
dans le chapitre 1, section 2.1, lorsque la température est suffisamment
basse, la viscosité finit par dépasser 10
5 Pa.s, alors la vitesse de cristallisation devient très petite et la mesure de viscosité est à nouveau possible.
Le point fixe de ce domaine est la température de ramollissement ou
point de Littleton. C’est la température à laquelle un fil de verre de diamètre 0,7 mm environ et de longueur 23,5 cm s’allonge, par son propre
poids et malgré la tension superficielle, à la vitesse de 1 mm.min
–1
. La viscosité correspondante vaut 10
6,65 Pa.s. Pour les viscosités plus élevées, on
leste un fil de longueur et on mesure sa vitesse d’allongement sous la
contrainte d’extension σ. On en tire [76] :
.
Lorsque la viscosité est plus grande que 10
5 Pa.s, la méthode la plus
employée est celle de l’allongement du fil [22]. Le four dans lequel se
trouve le fil est chauffé à 5 °C par minute et l’on mesure, à l’aide d’un
Tableau 2.V. Domaines d’application des principales méthodes de mesure de la viscosité
des liquides précurseurs des verres.
Méthode
Domaine de viscosité en Pa.s
Cylindres coaxiaux
η < 10
4
Chute d’une bille
η < 10
4
Vitesse d’allongement d’une baguette
10
5 < η < 10
14
Plateaux parallèles
10
5 < η < 10
14
Flexion d’une barre prismatique
10
9 < η
η
1
4π
------- - 1
r
2
---1
R
2
-----–
M
ω
---- - .
=
η
2
9
--- ρ s ρ
–
(
)
r
2
g
v
------- -
=
η
σ
3
--- d /dt
-------------- -
=