Verresr et Céramiques - Notes de cours

Les Verres 2 - La silice
A pression ambiante, le passage de la forme "haute température" à la forme
métastable "basse température" implique la rotation simultanée des tétraèdres, ainsi
que le montre la fig. 2.6. Il s'agit d'une simple transition displacive sans aucune
rupture de liaison chimique.
fig. 2.6 Rotation des tétraèdres de la cristobalite lors de la transition
En réalité, même dans la phase cubique, stable à haute température, les tétraèdres
prennent des orientations légèrement désordonnées afin d'éviter la formation de
liaisons Si-O-Si linéaires.
2.3. Tridymite
fig. 2.7 Cristal de cristobalite
La tridymite est la forme cristalline stable de la silice entre 870°C et 1470°C à
pression atmosphérique.
La maille de tridymite est hexagonale. Elle ne contient que 4 atomes de silicium et 8
d'oxygène. Ses dimensions sont 0,504 nm sur 0,824 nm.
La transition cristobalite-tridymite est reconstructive, ce qui signifie qu'il y a rupture
et réorganisation des liaisons chimiques. Les transformations reconstructives ont
besoin d'énergie pour se produire. Si le changement des conditions physiques
(température, pression) est trop rapide, la phase initiale peut conserver sa structure
hors de son domaine de stabilité. Ceci explique pourquoi il est possible de trouver
de la cristobalite métatstable en dessous de 1470°C comme indiqué au point 2.2.
Tout comme la cristobalite, la tridymite peut exister sous forme métastable à des
températures plus basses que 870°C :
- la tridymite β existe de 117 à 163°C à pression atmosphérique (forme "haute");
- la tridymite α existe jusqu’à 117° (forme "basse") dans une maille
orthorhombique et pseudo-hexagonale;
H. Schyns S.2.4