Étude des propriétés mécanique du verre silico-sodo calcique

Abstract

Cette étude vise à analyser l’effet de la trempe chimique sur les propriétés mécaniques du verre sodocalcique à travers un traitement par échange ionique dans un bain fondu de nitrate de potassium (KNO₃). Ce procédé repose sur le remplacement des ions sodium (Na⁺) présents à la surface du verre par des ions potassium (K⁺) de plus grande taille, générant ainsi des contraintes résiduelles de compression capables d’améliorer la résistance à la fissuration et les performances mécaniques du matériau. Des éprouvettes de verre flotté ont été soumises à un traitement de trempe chimique à 480 °C pendant deux heures. Les contraintes résiduelles ont été évaluées à l’aide de la méthode d’indentation Vickers couplée à l’observation microscopique des fissures générées. Les propriétés mécaniques ont été déterminées par des essais de flexion trois points, tandis que les résultats ont été analysés statistiquement à l’aide de la distribution de Weibull. Les résultats obtenus révèlent une réduction significative de la longueur des fissures, comprise entre 40 % et 48 % après traitement, confirmant l’efficacité des contraintes de compression induites dans la limitation de la propagation des fissures. L’étude met également en évidence une amélioration notable de la résistance à la rupture et de la résistance mécanique par rapport au verre non traité. L’analyse statistique de Weibull confirme en outre l’effet bénéfique de la trempe chimique sur la fiabilité et la durabilité du matériau. Ces résultats démontrent que la trempe chimique constitue une technique efficace pour le renforcement du verre sodocalcique et l’amélioration de ses performances mécaniques, ce qui la rend particulièrement adaptée aux applications nécessitant une résistance élevée et une meilleure fiabilité en service.