La mémoire thermique du verre révèle son histoire

Publié par Adrien le 20/04/2021 à 09:00
Source: CNRS INC
Les verres les plus courants sont élaborés en refroidissant brutalement un bain d'oxydes fondus. Ces procédés de coulée de verre sont censés fournir des matériaux vitreux très homogènes et de grandes dimensions (10x10x3cm pour environ 1kg, voir figure). Mais sont-ils réellement si homogènes ? C'est ce qu'ont voulu vérifier les scientifiques du laboratoire Conditions extrêmes et matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en...): haute température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) et irradiation (En physique nucléaire, l'irradiation désigne l'action d'exposer (volontairement ou...) (CNRS) et du laboratoire Surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...) du verre (Le verre, dans le langage courant, désigne un matériau ou un alliage dur, fragile...) et interfaces (CNRS/Saint Gobain Recherche).


© Maxime Jacquemin

Dans le cadre d'une étude fondamentale (En musique, le mot fondamentale peut renvoyer à plusieurs sens.) sur les mécanismes de diffusion (Dans le langage courant, le terme diffusion fait référence à une notion de...) dans le verre, ils ont étudié par imagerie (L’imagerie consiste d'abord en la fabrication et le commerce des images physiques qui...) Raman des échantillons d'aluminosilicates de sodium (Le sodium est un élément chimique, de symbole Na et de numéro atomique 11. C'est un...) et de calcium (Le calcium est un élément chimique, de symbole Ca et de numéro atomique 20.) obtenus par ce procédé de coulée. Des images surprenantes ont révélé des volutes macroscopiques à la surface du verre, sortes d'inhomogénéités de surface, qui sont une mémoire (D'une manière générale, la mémoire est le stockage de l'information. C'est aussi le souvenir...) du processus de coulée et témoignent de l'histoire thermique (La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de...) du verre.

En effet, au cours de la coulée, le jet de liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est...) se refroidit progressivement et tombe sur une surface à température évolutive: froide au début, puis de plus en plus chaude car le liquide fondu coule sur du verre en cours de refroidissement La vitesse (On distingue :) de refroidissement varie donc fortement au cours du processus et la structure du verre garde une trace (TRACE est un télescope spatial de la NASA conçu pour étudier la connexion entre le...) topologique de ces variations thermiques. Ces travaux, à retrouver dans le Journal of Raman Spectroscopy, montrent également l'extrême sensibilité de l'imagerie Raman pour révéler de faibles inhomogénéités dans des structures vitreuses.

Référence:
M. Jacquemin, P. Simon, A. Canizarès, L. Hennet, C. Bessada, D. Skrelic, E. Gouillart & E. Burov.
High-sensitivity Raman imaging of the surface of casted glass plates
Journal of Raman Spectroscopy (2021)
https://doi.org/10.1002/jrs.6086
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