N° 391 décembre 2014

La cristallisation dans les verres : application aux (vitro)céramiques transparentes

Pagination : 6-14
Rubrique : Recherche et développement
Sous-rubrique : Jeunes chercheurs Médailles de bronze 2013 du CNRS
Mots-clés : Vitrocéramiques transparentes, céramiques transparentes, cristallisation, verre, détermination structurale.
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Transparence dans les vitrocéramiques et céramiques.

(a) Image par microscopie optique d’une vitrocéramique NCS (Na4+2xCa4x[Si6O18]) montrant un accord parfait entre les indices de réfraction de la phase cristalline et la matrice vitreuse. (b) Image MET de la microstructure d’une vitrocéramique oxyfluorée dans laquelle des nodules LaF3 ont démixé. Images dans (c) le visible et (d) l’infrarouge montrant la transparence infrarouge de vitrocéramiques de chalcogénures. (e) Céramique transparente de MgAl2O4 et (f) image MEB de la microstructure associée.

Les vitrocéramiques sont des matériaux technologiques innovants obtenus par cristallisation du verre. Le contrôle précis des processus de cristallisation mis en jeu et influençant la microstructure finale du matériau peut permettre l’élaboration de vitrocéramiques transparentes. De nouvelles compositions vitreuses montrant une séparation de phase nanométrique ont ainsi été mises au point.

De manière remarquable, la nanostructuration du verre peut être conservée lors de la cristallisation, menant à l’élaboration de vitrocéramiques hautement transparentes. Les vitrocéramiques sont cependant des matériaux partiellement cristallisés, ce qui limite leurs propriétés photoniques. Pour surmonter cette restriction, de nouvelles céramiques transparentes ont été développées par cristallisation complète et congruente du verre.

Mathieu Allix a reçu la Médaille de Bronze du CNRS en 2013.