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Vitrocéramique

Définition

Comme pour les verres sodo-calciques, ceux-ci s'obtiennent par fusion et solidification sans cristallisation. Ils comportent une phase vitreuse. Les vitro cristallins, ou vitrocéramiques, comportent une phase vitreuse et une phase cristalline et résultent de la dévitrification contrôlée d'un verre chimiquement homogène.
La transformation en céramique semi-cristalline s'obtient par un traitement thermique à une température appropriée à la formation de germes de cristallisation. Ce traitement thermique est nommé céramisation.

Tous les verres sont métastables au-dessous d'une certaine température, la vitesse de nucléation "spontanée" est si faible pour certains verres qu'elle peut être négligée ; dans ce cas, la cristallisation se poursuit à partir du même germe, cette nucléation est "homogène".

Si la cristallisation se poursuit à partir de germes de nature différente, la nucléation est "hétérogène" : c'est le cas des vitrocéramiques.

L'obtention d'un produit vitro cristallin à partir d'un verre nécessite donc la présence, dans les verres, de cristaux qui serviront de catalyseur de nucléation. Ceci sera obtenu par dissolution de constituants mineurs tels que ZrO , TiO + P O , ZnO, etc.

Fabrication

Elle comprend 3 stades :

1/ Fusion d'un mélange vitrifiable comprenant un catalyseur et façonnage par les opérations habituelles en verrerie : soufflage et pressage.

2/ Après recuit ou non, maintien des objets à une température favorable au développement de la cristallisation, située environ à 100°C au-dessus de la température de recuit.

3/ Nouveau traitement thermique à une température favorable au développement de la cristallisation transformant le produit vitreux en un vitrocéramique.

Exemple :
Pour un vitrocéramique de composition :
• SiO : 73,5
• Al O : 16,2
• Li O : 4,3
• TiO : 6,0

La température de cristallisation est de 800° et la durée de cristallisation de 2 heures.

Avantages et applications des vitrocéramiques

Certaines vitrocéramiques peuvent posséder, en même temps qu'une grande résistance à la rupture, un coefficient moyen très faible, ce qui les rend pratiquement invulnérables au choc thermique.

De nombreuses applications dans l'industrie chimique se sont développées depuis 1960 : canalisations, tuyauteries… Plus récemment, certaines vitrocéramiques sont utilisées en verrerie culinaire résistant au feu.

Autre application : scellement de tubes à rayons cathodiques pour la télévision en couleur. Les pièces à souder sont réunies à basse température par un verre se ramollissant aisément au voisinage de 400°C et se transformant en vitrocéramiques vers 450°C assurant la solidité du scellement. Ce sont des vitrocéramiques à base de borate de plomb.

 
 
 
 
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