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LE VERRE
viseur ou d’un transducteur, la vitesse de déplacement de l’extrémité du
fil. Pour la détermination des deux points fixes nécessaires à la conduite
de la recuisson, l’« annealing point » et le « strain point », le fil est chargé
de 500 g. L’annealing point et le strain point correspondent aux viscosités
10
12 et 10
13,5 Pa.s. Ce sont respectivement les températures auxquelles le
fil s’allonge de 51 μm·min
–1 et de 1,6 μm·min
–1 . Le temps de relaxation
d’une contrainte uniaxiale, qui vaut 3η/E est de l’ordre de la minute pour
l’annealing point et de l’ordre de l’heure pour le strain point.
Pour les viscosités supérieures à 10
14 Pa.s, la méthode précédente n’est
plus guère applicable car les risques de casse du fil sont trop importants.
Une autre méthode couvrant la gamme 10
5 –10
14 Pa.s consiste à comprimer uniaxialement un échantillon cylindrique de volume V et de hauteur h entre deux plateaux parallèles et à mesurer la vitesse d’écrasement
dh/dt sous la charge verticale F [77, 78]. On peut supposer qu’il y a glissement latéral parfait si, par exemple, la surface de contact est en graphite ou s’il y a une fine feuille intercalaire en platine entre le verre et les
plateaux. Dans cette hypothèse, la viscosité s’obtient par l’équation :
Dans cette méthode, les échantillons qu’on utilise doivent avoir un rapport d’aspect hauteur/diamètre qui augmente avec la viscosité.
Pour les viscosités supérieures à 10
9 Pa.s, on utilise fréquemment un
échantillon qui a la forme d’une barre prismatique. Il repose sur deux
appuis et est chargé transversalement en son milieu [79]. Pour déterminer la viscosité on tient compte de ce que la relation entre la viscosité et
la vitesse d’affaissement d’une barre visqueuse est formellement la même
que celle qui existe entre le module d’élasticité et la flèche d’une barre de
même géométrie en flexion trois points [80].
Comme il existe entre la cinétique de relaxation structurale et la viscosité une relation étroite (voir A.2), on peut tirer de l’examen de la courbe
de dilatation thermique des indications utiles pour la viscosité. La
figure 2.21 fait apparaître, pour un verre sodocalcique courant, trois températures, les points S, R et I. Le point S est la température où se produit
le changement du coefficient de dilatation d’un échantillon préalablement
recuit. Il s’identifie avec la température de transition vitreuse. La viscosité
correspondante est voisine de 10
12 Pa.s. Le point R, ou point de ramollissement dilatométrique, indique la température à laquelle le poussoir en
contact avec l’échantillon s’enfonce dans ce dernier. Il correspond à une
viscosité de l’ordre de 10
10 Pa.s. Le point I correspond à un infléchissement de la courbe de dilatation d’un échantillon trempé. C’est la température pour laquelle les réarrangements les plus rapides de la structure
s’effectuent à la même vitesse que la montée en température. La viscosité
η
F
–
dh/dt
----------------- -
h
2
3V
------- - .
=
LE VERRE
viseur ou d’un transducteur, la vitesse de déplacement de l’extrémité du
fil. Pour la détermination des deux points fixes nécessaires à la conduite
de la recuisson, l’« annealing point » et le « strain point », le fil est chargé
de 500 g. L’annealing point et le strain point correspondent aux viscosités
10
12 et 10
13,5 Pa.s. Ce sont respectivement les températures auxquelles le
fil s’allonge de 51 μm·min
–1 et de 1,6 μm·min
–1 . Le temps de relaxation
d’une contrainte uniaxiale, qui vaut 3η/E est de l’ordre de la minute pour
l’annealing point et de l’ordre de l’heure pour le strain point.
Pour les viscosités supérieures à 10
14 Pa.s, la méthode précédente n’est
plus guère applicable car les risques de casse du fil sont trop importants.
Une autre méthode couvrant la gamme 10
5 –10
14 Pa.s consiste à comprimer uniaxialement un échantillon cylindrique de volume V et de hauteur h entre deux plateaux parallèles et à mesurer la vitesse d’écrasement
dh/dt sous la charge verticale F [77, 78]. On peut supposer qu’il y a glissement latéral parfait si, par exemple, la surface de contact est en graphite ou s’il y a une fine feuille intercalaire en platine entre le verre et les
plateaux. Dans cette hypothèse, la viscosité s’obtient par l’équation :
Dans cette méthode, les échantillons qu’on utilise doivent avoir un rapport d’aspect hauteur/diamètre qui augmente avec la viscosité.
Pour les viscosités supérieures à 10
9 Pa.s, on utilise fréquemment un
échantillon qui a la forme d’une barre prismatique. Il repose sur deux
appuis et est chargé transversalement en son milieu [79]. Pour déterminer la viscosité on tient compte de ce que la relation entre la viscosité et
la vitesse d’affaissement d’une barre visqueuse est formellement la même
que celle qui existe entre le module d’élasticité et la flèche d’une barre de
même géométrie en flexion trois points [80].
Comme il existe entre la cinétique de relaxation structurale et la viscosité une relation étroite (voir A.2), on peut tirer de l’examen de la courbe
de dilatation thermique des indications utiles pour la viscosité. La
figure 2.21 fait apparaître, pour un verre sodocalcique courant, trois températures, les points S, R et I. Le point S est la température où se produit
le changement du coefficient de dilatation d’un échantillon préalablement
recuit. Il s’identifie avec la température de transition vitreuse. La viscosité
correspondante est voisine de 10
12 Pa.s. Le point R, ou point de ramollissement dilatométrique, indique la température à laquelle le poussoir en
contact avec l’échantillon s’enfonce dans ce dernier. Il correspond à une
viscosité de l’ordre de 10
10 Pa.s. Le point I correspond à un infléchissement de la courbe de dilatation d’un échantillon trempé. C’est la température pour laquelle les réarrangements les plus rapides de la structure
s’effectuent à la même vitesse que la montée en température. La viscosité
η
F
–
dh/dt
----------------- -
h
2
3V
------- - .
=