☛ ✡ ✟ ✠ Céramiques Exercices 1. On envisage de fabriquer un verre au départ d’un mélange composé de 70 % molaire de SiO 2 , de 15 % molaire de CaO et de 15 % molaire de Na 2 O. Sachant que, pour qu’un mé- lange d’oxydes donne un verre, il faut nécessairement que le rapport n O /n Si < 2 (n étant le nombre de moles), déterminer, en justifiant votre réponse, si la composition d’oxydes envisagée permet de produire du verre. 2. Expliquer, sur la base des liaisons, pourquoi les matériaux de silicate ont une masse vo- lumique relativement faible. 3. Dans le cas de nombreux matériaux visqueux, la viscosité η peut être définie par l’ex- pression η = σ/ ˙ ε, avec σ la contrainte de traction et ε la déformation longitudinale. Une éprouvette cylindrique de verre sodocalcique ayant un diamètre d 0 et une longueur l 0 est soumise à une force de traction F le long de son axe. Si l’allongement subi doit être infé- rieur à Δl après un temps Δt, déterminer la température maximale à laquelle l’éprouvette pourra être chauffée, à l’aide de la figure ci-dessous. A.N. : d 0 =5 mm, l 0 = 100 mm, Δl = 1 mm, F =1 N et Δt =1 semaine. 4. Pourquoi des contraintes thermiques résiduelles apparaissent dans une pièce de verre pendant son refroidissement? Des contraintes thermiques apparaissent-elles lors du chauf- fage ? Pourquoi ? 5. Quelle sont les 3 constituants principaux de la porcelaine ? Quel rôle joue chaque consti- tuant ? 6. Calculez les pourcentages massiques de liquide dans les matériaux réfractaires suivants à 1600 ◦ C:
1. On envisage de fabriquer un verre au dpart dun mlange compos
de 70% molaire deSiO2, de 15% molaire de CaO et de 15% molaire de
Na2O. Sachant que, pour quun m-lange doxydes donne un verre, il
faut ncessairement que le rapport nO/nSi < 2 (n tantle nombre de
moles), dterminer, en justifiant votre rponse, si la composition
doxydesenvisage permet de produire du verre.
2. Expliquer, sur la base des liaisons, pourquoi les matriaux de
silicate ont une masse vo-lumique relativement faible.
3. Dans le cas de nombreux matriaux visqueux, la viscosit peut
tre dfinie par lex-pression = /, avec la contrainte de traction et
la dformation longitudinale. Uneprouvette cylindrique de verre
sodocalcique ayant un diamtre d0 et une longueur l0 estsoumise une
force de traction F le long de son axe. Si lallongement subi doit
tre inf-rieur l aprs un temps t, dterminer la temprature maximale
laquelle lprouvettepourra tre chauffe, laide de la figure
ci-dessous.A.N. : d0 = 5 mm, l0 = 100 mm, l = 1 mm, F = 1 N et t =
1 semaine.
4. Pourquoi des contraintes thermiques rsiduelles apparaissent
dans une pice de verrependant son refroidissement ? Des contraintes
thermiques apparaissent-elles lors du chauf-fage ? Pourquoi ?
5. Quelle sont les 3 constituants principaux de la porcelaine ?
Quel rle joue chaque consti-tuant ?
6. Calculez les pourcentages massiques de liquide dans les
matriaux rfractaires suivants 1600C :
10% massique dAl2O3 et 90% massique de SiO2. 30% massique dAl2O3
et 70% massique de SiO2. 80% massique dAl2O3 et 20% massique de
SiO2.
7. Un bloc de cramique rsulte de la cuisson de 250 g de
particules dalumine. Le matriaursultant est poreux, et on fait
lhypothse que tous les pores sont ferms. Suspendu dansleau, le bloc
de cramique pse 160 g. Calculer la fraction volumique de porosit du
bloc.On donne les masses volumiques de leau eau = 1 g cm3 et de
lalumine alumine = 3,9g cm3.
