D2 Viscosimétrie

Topique

La viscosité de ce verre en fonction de la température, objet de ce modèle, est mesurée directement à l'aide de deux techniques complémentaires : le viscosimètre rotatif et le viscosimètre à plaques parallèles. La viscosité de ce verre chutant de plusieurs ordres de grandeur entre ses plages de fusion et de recuit, aucune de ces techniques ne permet, à elle seule, de couvrir l'ensemble de la plage de viscosité.

Le viscosimètre rotatif mesure la viscosité de ce verre dans sa plage de fusion, à haute température : un rotor immergé dans le verre fondu tourne à une vitesse spécifique, et le couple nécessaire pour maintenir cette rotation révèle, à cette température, la viscosité du verre fondu, encore suffisamment fluide pour permettre la rotation du rotor. Plus la température est élevée, plus la viscosité est faible, et par conséquent, plus le couple nécessaire à la rotation du rotor est faible.

Plus la température du verre fondu est élevée, plus sa viscosité est faible, et plus le couple nécessaire à la rotation du rotor est faible. Le viscosimètre à plaques parallèles, quant à lui, mesure la viscosité de ce verre dans le domaine de recuit, à une température bien inférieure à celle de la fusion : un échantillon de verre, comprimé entre deux plaques parallèles sous une charge constante, est lentement écrasé par l'écoulement du verre. La vitesse d'écrasement révèle, à cette température, la viscosité du verre dans ce domaine, trop élevée pour être mesurée avec un viscosimètre à rotor. Une viscosité plus élevée du verre dans ce domaine de recuit entraîne un écrasement plus lent de l'échantillon sous une même charge ; une viscosité plus faible entraîne un écrasement plus rapide.

Par conséquent, ce modèle, grâce aux deux techniques qui ont permis son développement, permet, à partir de données combinées couvrant à la fois les plages de fusion et de recuit, d'ajuster les paramètres d'un autre modèle de cet ensemble, celui qui décrit la viscosité de ce verre sur toute sa plage de températures à l'aide de l'équation VFT (Vogel-Fulcher-Tammann) : le fait que les données de ce modèle couvrent les deux températures extrêmes, et non pas seulement l'une d'entre elles, signifie que ces paramètres sont ajustés de manière fiable sur toute la plage de températures décrite par cette équation, et non pas seulement sur une partie de celle-ci.

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