Amorphe

Que signifie "amorphe" ?

Le terme amorphe est dérivé du mot grec amorphos, qui signifie "sans forme". La condition de l'état amorphe est que les atomes ne puissent pas s'agencer régulièrement (c'est-à-dire que la viscosité doit dépasser une certaine valeur) et qu'il n'y ait pas de cristallisation.

Les matériaux amorphes sont ceux dans lesquels les atomes ne forment pas une structure ordonnée, mais un motif irrégulier. Ils n'ont qu'un ordre proche, mais pas d'ordre lointain. L'ordre lointain, c'est-à-dire une disposition régulière des atomes au-delà de leurs atomes voisins, est caractéristique des cristaux. Les cristaux sont des matériaux structurés de manière régulière.

Comme les liquides, les matériaux amorphes sont isotropes, c'est-à-dire qu'ils ne possèdent pas de direction préférentielle. La raison en est l'absence d'ordre à longue portée. Les matériaux amorphes sont souvent instables, ils peuvent se cristalliser dans certaines conditions.

L'état amorphe est souvent produit par le refroidissement rapide d'un matériau, de sorte que les atomes ou les molécules n'ont pas le temps de s'agencer en une structure ordonnée.

Mais il existe aussi d'autres moyens de créer l'état amorphe. On peut aussi détruire l'ordre cristallin par déformation mécanique, par bombardement ionique ou par rayonnement.

Tous les matériaux ne peuvent pas être fabriqués sous forme amorphe ; certains matériaux nécessitent un refroidissement très rapide pour atteindre l'état amorphe.

Pour choisir entre une substance cristalline et une substance amorphe, il est important de savoir que l'état amorphe présente presque toujours une densité inférieure à celle du même matériau sous sa forme cristalline.

En effet, les atomes d'une substance amorphe ont une densité d'empilement plus faible, ce qui signifie qu'ils ne sont pas aussi densément empaquetés que dans une forme cristalline. L'état amorphe est donc considéré comme métastable, ce qui signifie qu'il est moins stable qu'un cristal du même matériau.

Lorsqu'on chauffe une substance amorphe, il peut se produire une cristallisation spontanée qui la fait passer à un état plus stable. C'est ce que l'on appelle la "cristallisation" ou la "recristallisation". Si cela ne se produit pas en premier, il y a aussi une transition directe d'une substance amorphe vers un liquide sans transition de phase classique.

Le verre est un matériau amorphe typique. Le verre de quartz est la forme amorphe du dioxyde de silicium (SiO2). L'une de ses formes cristallines est appelée quartz.

Les métaux amorphes sont fabriqués industriellement sous forme de couches minces à l'aide de la technologie de solidification rapide. Les principales applications sont les matériaux magnétiques, les alliages magnétiques doux (Fe, Ni, Co) et les brasures amorphes.

Le silicium amorphe est une forme non cristalline du semi-conducteur silicium pur et est principalement utilisé pour les cellules solaires à couches minces.

Le carbone amorphe est obtenu par dépôt chimique en phase vapeur. L'obsidienne est un matériau amorphe naturel d'origine volcanique.

Les thermoplastiques amorphes (matières plastiques) sont par exemple le polystyrène (PS), le chlorure de polyvinyle (PVC) ou le polycarbonate (PC).