Improvement of mechanical and optical properties of Na2O–CaO–SiO2 glasses based on dune sand - Sorbonne Université Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio Année : 2018

Improvement of mechanical and optical properties of Na2O–CaO–SiO2 glasses based on dune sand

Résumé

This work aims to discuss on the characterization of Algerian dune sand named Boussaâda sand (SB) and its suitability for glass industry. Based on chemical and mineralogical analyses of SB by XRF and XRD, quartz, kaolinite, calcium carbonates and albite are the main mineralogical phases found. However, Fe2O3 content is relatively low (<0.24 wt%). Optical properties of the elaborated glass determined by UV-Visible Spectroscopy reveal that SB based glass (GB) presents better light transmission than industrial used sand (ST) based glass (GT). The CIE L*a*b* color measurements show that the sample is colorless. Knoop Hardness measurements indicate that GT is more hard than GB. Chemical durability tests reveal that in an acid solution, GB is more resistant, whereas it is more vulnerable in the presence of alkaline and HF solution. Furthermore, TiO2 additions in SB-based glass improve the clarity and transparency of the glasses (from L* = 87.67 to L* = 91.05 with 1 wt% of TiO2). Thus, when TiO2 content increased, Knoop microhardness enhance (from 451 to 469 HK with 0.1 wt% of TiO2). An increase in the glass chemical durability of the samples in acidic and alkaline solutions is noticed when trace amounts of TiO2 are added to the glass.
Este trabajo tiene como objetivo la caracterización de arena de duna Argelina llamada arena Boussaâda (SB) y su idoneidad para la industria del vidrio. Basado en análisis químicos y mineralógicos de SB por XRF y XRD, cuarzo, caolinita, carbonatos de calcio y albita fueron las principales fases mineralógicas encontradas. Sin embargo, el contenido de Fe2O3 es relativamente bajo (<0.24% en peso). Las propiedades ópticas del vidrio elaborado determinadas por espectroscopia UV-Visible. Este parámetro revela que el vidrio a base de SB (GB) presenta una mejor transmisión de luz que el vidrio industrial a base de arena (ST) y de vidrio (GT). Las mediciones de color CIE L*a*b* muestran que la muestra es incolora. Las mediciones de dureza Knoop indican que GT es más duro que GB. Las pruebas de durabilidad química revelan que en solución ácida, GB es más resistente, mientras que es más vulnerable en presencia de soluciones alcalinas y de HF. Las adiciones de TiO2 al vidrio a base de SB mejoran la claridad y transparencia de los vidrios (de L* = 87.67 a L* = 91.05 con 1% en peso de TiO2). Además, se observó un aumento de la durabilidad química de las muestras en solución ácida y alcalina cuando se añadieron cantidades de TiO2.
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hal-01973765 , version 1 (08-01-2019)

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Siham Aissou, Nedjima Bouzidi, Laurent Cormier, Eduardo Bonet-Martinez, Djoudi Merabet. Improvement of mechanical and optical properties of Na2O–CaO–SiO2 glasses based on dune sand. Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio, 2018, 57 (6), pp.221-230. ⟨10.1016/j.bsecv.2018.05.002⟩. ⟨hal-01973765⟩
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