Le verre est un matériau inorganique et non métallique qui n’a pas de structure cristalline. Ces matériaux sont appelés amorphes et sont des liquides pratiquement solides qui sont refroidis si rapidement que les cristaux ne peuvent pas se former. Les verres typiques vont du verre de silicate de soude et de chaux pour les bouteilles en verre au verre de quartz de très haute pureté pour les fibres optiques. Le verre est largement utilisé pour les fenêtres, les bouteilles, les verres à boire, les lignes de transfert et les récipients pour liquides hautement corrosifs, les verres optiques, les fenêtres pour applications nucléaires, etc. utilisé. Historiquement, la plupart des produits étaient en verre soufflé. Ces derniers temps, la plupart des verres plats ont été produits à l’aide du procédé float. La production en série de bouteilles et de produits décoratifs est réalisée à l’échelle industrielle en utilisant le procédé du verre soufflé. Les articles en verre soufflé à la main sont fabriqués dans des centres d’art / artisanat à travers le Royaume-Uni.
Verre normal
Le composant principal du verre est le dioxyde de silicium (SiO 2). La forme la plus courante de silice utilisée dans la production de verre a toujours été le sable.
Le sable lui-même peut être fondu pour faire du verre, mais la température à laquelle cela peut être réalisé est d’environ 1700o C. En ajoutant d’autres produits chimiques au sable, la température de la fonte peut être considérablement réduite. L’ajout de carbonate de sodium (Na2CO3), connu sous le nom de carbonate de soude, en quantité pour former un mélange fondu de 75% de silice (SiO2) et de 25% d’oxyde de sodium (Na2O) réduit la température de la fusion à environ 800o C. Cependant, un verre de cette composition est soluble dans l’eau et est appelé un verre d’eau. Pour donner de la stabilité au verre, d’autres produits chimiques tels que l’oxyde de calcium (CaO) et l’oxyde de magnésium (MgO) sont nécessaires. Les matières premières pour l’introduction de CaO et MgO sont leurs carbonates, le calcaire (CaCO3) et la dolomie (MgCO3), qui émettent du dioxyde de carbone à haute température et laissent les oxydes dans le verre.
Verre borosilicaté :
Le verre borosilicaté est fabriqué à partir de 70% - 80% de silice (SiO2) et de 7% - 13% d’oxyde de bore (B2O3) avec de petites quantités d’oxyde de sodium alcalin (soude) (Na2O) et d’oxyde d’aluminium (AI2O3). La verrerie est souvent utilisée dans les laboratoires où un contact répété avec de la vapeur d’eau à haute température peut lessiver des ions alcalins. Le verre borosilicaté a une teneur alcaline relativement faible et, par conséquent, une résistance élevée à l’attaque de l’eau. Le verre borosilicaté a une résistance exceptionnelle aux chocs thermiques, car il a un faible coefficient de dilatation (3,3 x 10 -6 K-1) et un point de ramollissement élevé. La température de travail maximale recommandée (à court terme) pour le verre borosilicaté est de 500 oC Le verre borosilicaté a de bonnes propriétés optiques avec la capacité de transmettre la lumière à travers la région visible du spectre et dans la gamme proche ultraviolet. Il est donc largement utilisé en photochimie. En raison de ses propriétés thermiques et optiques, il est largement utilisé pour les applications d’éclairage à haute intensité. Ce verre est utilisé dans la fabrication de fibres de verre destinées aux renforts plastiques et textiles - voir ci-dessous Dans le ménage, le verre borosilicaté est connu sous forme de poêles et d’autres articles ménagers résistants à la chaleur tels que le pyrex. Ces articles sont généralement utilisés à des températures allant jusqu’à 250oC. Le verre borosilicaté a une très grande résistance à l’attaque de l’eau, des acides, des solutions salines, des halogènes et des solvants organiques. Il a également une résistance modérée aux alcalis. Seuls l’acide fluorhydrique, l’acide phosphorique concentré chaud et les alcalis forts provoquent une corrosion importante du verre. C’est pourquoi ce verre est largement utilisé dans les usines chimiques et pour les équipements de laboratoire.
Caractéristiques générales du verre
Résistance mécanique
Le verre a une grande force intrinsèque. Il n’est affaibli que par des défauts de surface, qui donnent au verre de tous les jours sa réputation fragile. Un traitement de surface spécial peut minimiser les effets des défauts de surface. La résistance pratique à la traction du verre est d’environ 27MPa à 62MPa. Cependant, le verre peut résister à des contraintes de compression extrêmement élevées. Par conséquent, la majeure partie du bris de verre est due à la défaillance de la résistance à la traction. La raison de la faible résistance à la traction du verre est qu’il est généralement recouvert de fissures microscopiques qui créent des concentrations de contraintes locales. Le verre n’a pas de mécanismes pour réduire les contraintes locales élevées qui en résultent et est donc sujet à une rupture fragile rapide. Il existe deux méthodes pour réduire/éliminer ce problème : Traitement thermique ou chimique du verre de sorte que les surfaces extérieures sont soumises à une contrainte de compression relativement élevée, tandis que la zone médiane entre les surfaces est soumise à une contrainte de traction. Les fissures sont donc « maintenues fermées par la contrainte résiduelle constante... Il s’agit de verre trempé / trempé. La résistance du verre peut être améliorée jusqu’à un facteur 10 avec cette méthode. Il garantit que les surfaces en verre ne se fissurent pas et que le verre n’entre pas en contact mécanique avec des objets qui pourraient rayer la surface pendant l’utilisation. Les verres fabriqués sans défauts de surface ont une valeur de résistance
