Le verre peut être fabriqué par frittage. Ce procédé consiste à former une masse solide de matériau par la chaleur et la pression sans le fondre au point de le liquéfier.
Le frittage est utilisé pour différents types de matériaux en verre, notamment les émaux céramiques, le verre de silice et le verre de plomb. Il est également utilisé pour les dalles de verre fritté fabriquées à partir de poudre de verre de silice fondue.
4 étapes clés du processus de frittage du verre
1. Préparation de la poudre de verre
Le processus commence par un mélange uniforme d'eau, de liant, de défloculant et de poudre de céramique non cuite (poudre de verre) pour former une boue. Cette boue est ensuite séchée par pulvérisation pour créer une poudre adaptée au frittage.
2. Formation du corps vert
La poudre séchée par pulvérisation est placée dans un moule et pressée sous haute pression pour former un corps vert. Cette étape est cruciale car elle détermine la forme et la densité initiales du produit final.
3. Chauffage et frittage
Le corps vert est chauffé à basse température pour brûler le liant. Il est ensuite fritté à haute température, généralement inférieure au point de fusion du verre. Pendant le frittage, la phase vitreuse s'écoule lorsqu'elle atteint sa température de transition, incorporant la structure de la poudre et réduisant la porosité. Ce processus implique que les atomes des matériaux se diffusent à travers les limites des particules et se fondent en une seule pièce.
4. Températures caractéristiques et propriétés finales
L'observation de la courbe expansion-température à l'aide d'un dilatomètre optique permet d'identifier toutes les températures caractéristiques survenant au cours du cycle de frittage. Il s'agit notamment de la température de transition de phase, de la température de transition vitreuse et du point de fusion, qui sont essentiels pour optimiser le processus de frittage. Le frittage est associé à un retrait important du matériau, la phase vitreuse consolidant la structure de la poudre. Le produit fritté final est un matériau dense et monolithique dont les propriétés sont influencées par la taille des grains, la taille des pores et la forme et la distribution des joints de grains, qui sont toutes affectées par le processus de frittage.
En conclusion, le frittage est une méthode viable de fabrication du verre, particulièrement adaptée aux matériaux difficiles à fondre en raison de leur point de fusion élevé. Ce procédé permet de créer des produits en verre denses et résistants grâce à un chauffage contrôlé et à l'application d'une pression, sans qu'il soit nécessaire de procéder à une liquéfaction complète.
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