Les proportions massiques du mélange de départ pour obtenir un verre stable à 650 °C sont d'environ : SiO2 70 % ; Na2O équivalent soude 15 % ; addition nécessaire de fondants : par exemple CaO 10 % et oxydes métalliques divers 5 %.
L'élaboration du verre proprement dite, au départ de trois matières premières de base naturelles et abondantes sur Terre : l'oxyde de silicium, l'oxyde de sodium et l'oxyde de calcium. La fusion a lieu aux alentours de 1500°C et l'affinage aux environs de 1400°C.
Différentes matières premières sont nécessaires pour fabriquer du verre. Il s'agit principalement de sable, de soude et de chaux. Avant de les mélanger, ils sont soigneusement pesés. La bonne quantité de chaque matière première dans le mélange permet de fabriquer les meilleurs vitrages.
Le verre est l'un des matériaux les plus polyvalents que l'humain ait créés. Le verre est principalement composé de sable, qui est constitué de dioxyde de silicium. Lorsque le sable est chauffé à très haute température (autour de 1700 °C), il devient liquide.
Le verre est un matériau issu d'un mélange de sable siliceux, de chaux ou de soude porté à de très hautes températures (fusion). Le mélange devient transparent, fluide, puis après avoir refroidi, solide mais généralement fragile mais ça peut être aussi solide !
Bilan : le verre n'est ni liquide, ni solide ; son état est intermédiaire. Les physiciens le qualifient de matériau amorphe. Mais le verre continue toujours d'intriguer et est une des énigmes de physique non résolues à l'heure actuelle.
4/ matériaux minéraux
Ils sont durs, isolants électriques, ils résistent à la chaleur mais sont sensibles aux chocs. On les utilise pour fabriquer des bouteilles en verre, des briques, des assiettes…
La préparation du lit de fusion
On appelle lit de fusion, le broyage puis le mélange de granulométrie homogène des différentes matières premières qui compose le verre. Le verre est un silicate complexe c'est à dire un réseau irrégulier de silice (sable) auquel on ajoute des agents modificateurs.
Selon Pline, le premier verre aurait été formé par accident par des marchands phéniciens en faisant un feu sur une plage environ 2000 an Av. J.C. N'ayant pas de pierre à disposition pour entourer le feu, ils auraient utilisé des briques de natrons qu'ils transportaient.
Il y a des circonstances où l'oxyde de fer donne au verre une teinte bleue, et dans d'autres l'oxyde de fer donne au verre une teinte jaune. Sans nul doute, dans ces deux cas le fer se trouve à des degrés différents d'oxydation.
Au-dessous de 750 °C, au contact de la silice, les cristaux de carbonate de sodium se déforment pour épouser la forme des cristaux de silice. Une réaction entre le sable et le carbonate de sodium (réaction de décarbonatation) est à l'origine de la formation de deux types de silicates de sodium.
Le verre minéral est le résultat d'une fusion de trois éléments : 70% de quartz, 20% de potasse et de chaux, 10% d'oxydes (fonction de durcissement). Pour accroitre l'indice de réfraction, on peut y ajouter du plomb ou du titane.
Le verre est la seule matière minérale solide que l'on puisse produire à des dimensions et sous des formes quelconques tout en conservant sa transparence. - La transparence : mais il peut être opaque ou opalescent. - La dureté : seuls les diamants et le carbure de tungstène le rayent.
les propriétés électriques : à basse température, le verre est isolant. Lorsqu'on le chauffe suffisamment, il devient conducteur d'électricité. C'est également un bon diélectrique et il résiste bien aux forts champs électriques. la viscosité : une définition du verre peut être : » liquide infiniment visqueux « .
Le cristal est un ensemble d'atomes ordonnés (on parle de structure cristalline) alors que le verre est un solide amorphe (désordonné). Lorsqu'on chauffe du verre, celui-ci n'a pas de fusion franche ; on parle de transition vitreuse. On obtient une pâte molle que l'on peut manipuler.
On appelle verre : un matériau dur, fragile (cassant) et transparent, à base de dioxyde de silicium et de fondants. Cette définition est celle du sens commun et c'était aussi celle des scientifiques jusqu'au xix e siècle.
Le verrier travaille le verre à chaud, soit à la main, soit au chalumeau. Le plus souvent quand on pense au métier de verrier, nous imaginons l'artisan qui réalise des objets d'art ou de décoration. Mais le verrier peut aussi fabriquer de la verrerie scientifique pour des laboratoires.
Aussi appelé sable de quartz, le sable siliceux est l'ingrédient de base de la fabrication de verre. Le verre ne contenant pas d'impuretés en fer est utilisé pour faire des objets en verre transparent. En effet, les particules de fer donnent au verre une teinte verdâtre.
Pour le verre, la lumière visible n'est pas assez énergétique, et les électrons ne peuvent pas les absorber. La lumière traverse donc le verre, sans être absorbée. Pour le bois ou le plastique opaque, le photon disparaît : la lumière visible est absorbée et les électrons sont excités.
Il se compose d'un élément vitrifiant la silice, mélangé à des produits “fondants” (carbonate et sulfate de soude) et à des stabilisants (calcaire ou carbonate de chaux). Il s'obtient à une température de fusion de 1500°C.
Le verre en cristal est composé principalement de silice, de potasse, et surtout de plomb. Afin d'avoir l'appellation “Cristal”, la pièce doit contenir au minimum 24% de plomb. C'est ce qu'on appelle le cristal de plomb. De plus, le verre doit avoir un indice de réfraction égal ou supérieur à 1,545.
Le buvant, c'est le rebord du verre.
Les plastiques sont généralement classés en trois types en fonction de leurs caractéristiques : thermoplastiques, thermodurcissables et élastomères.