Dans les fiches produits des montres, vous rencontrerez parfois les termes « verre saphir ». Mais de quel matériau s'agit-il exactement ? Nous allons ici présenter les utilisations et les caractéristiques du verre saphir (officiellement appelé cristal de saphir), en nous concentrant sur les montres.
Qu'est-ce que le verre saphir ?
Le verre saphir est un type de saphir artificiel. Il a la même composition que le saphir naturel, mais comme le terme « artificiel » l'indique, il ne s'agit pas d'une pierre précieuse naturelle.
Examinons de plus près comment est fabriqué le verre saphir et quelles sont ses propriétés.
Matériau à haute dureté fabriqué à partir de saphir artificiel
Le verre saphir est fabriqué en formant artificiellement de grands cristaux d'alumine (oxyde d'aluminium) de haute pureté. Il est produit en chauffant de la poudre d'alumine quasi pure (près de 100 %) et une petite quantité d'oxyde de fer à une température élevée, supérieure à 2 000 °C, ce qui provoque la fusion des gouttelettes obtenues et la formation d'un monocristal.
Ce monocristal est un saphir artificiel qui se transforme en verre saphir.
Parmi les autres méthodes de production de saphir synthétique, on peut citer la méthode Kyropoulos, la méthode CZ et la méthode EFG.
Le verre se forme par surfusion d'un liquide, ce qui donne un état amorphe dont la viscosité est similaire à celle d'un solide. En revanche, le verre saphir est un matériau monocristallin ; bien que sa structure soit différente, le terme « verre » est employé par commodité. Dans le domaine horloger, on utilise souvent l'expression « cristal de saphir » pour désigner le matériau, tandis que « verre saphir » désigne généralement le cristal.
Le cristal de saphir de haute pureté est un matériau d'une qualité exceptionnelle. Résistant aux rayures et aux chocs, il supporte des températures allant jusqu'à 2 000 °C, est insensible à la corrosion et offre une excellente transmission de la lumière.
Plus résistant que le verre Gorilla Glass utilisé dans les smartphones
Le Gorilla Glass est un exemple de verre trempé. Ce type de verre est largement utilisé dans les smartphones et les tablettes. Sa fabrication repose sur un procédé d'échange d'ions qui lui confère une résistance de surface plusieurs dizaines de fois supérieure à celle du plastique. Il est produit par Corning, Inc., une entreprise basée à Corning, dans l'État de New York.
Lorsqu'un matériau vitreux contenant des ions sodium (Na) est immergé dans une solution d'ions potassium (K), les gros ions Na sont remplacés par de petits ions K, et d'autres ions K comblent les espaces vides. Cette couche d'ions confère au verre une résistance qui le rend difficile à briser.
Le verre saphir a une dureté de 9 sur l'échelle de Mohs, une norme pour indiquer la dureté, et ne peut être rayé que par le diamant, qui a une dureté de 10 sur l'échelle de Mohs. En revanche, le verre Gorilla Glass a une dureté de 5 sur l'échelle de Mohs et peut être facilement rayé par le quartz, qui a une dureté de 7 sur l'échelle de Mohs et se trouve dans le sable et la poussière.
Les prix des produits utilisés ont tendance à être plus élevés.
En termes de coût, le verre saphir est 5 à 10 fois plus cher que le Gorilla Glass, ce qui constitue un point faible de la méthode Bernoulli, qui nécessite l'énergie de la réaction de combustion et le temps requis pour la croissance des cristaux.
De plus, il est nécessaire de travailler le cristal de saphir, un cristal artificiel en forme de bâtonnet (bleu), qui est extrêmement difficile à tailler et à polir en raison de sa résistance et de sa dureté.
Le prix du produit est plus élevé proportionnellement aux coûts de fabrication, car il nécessite des procédés tels que la découpe d'une boule à l'aide d'un équipement de découpe laser, puis le polissage avec une machine à polir à pointe diamantée.
Le verre saphir comme matériau pour les montres
Maintenant que nous avons examiné les caractéristiques du cristal de saphir, voyons quelques exemples de son utilisation en horlogerie. Le matériau transparent qui protège le cadran d'une montre est appelé « cristal » ou « verre cristal ». Aujourd'hui, c'est un matériau couramment utilisé pour le verre de nombreux modèles de moyenne et haute gamme.
Utilisé pour les pare-brise en raison de sa dureté
Jusque dans les années 1970, le plastique était le matériau le plus couramment utilisé pour les pare-brise. Cependant, si le plastique présente l'avantage d'être bon marché, facile à mouler et résistant aux chocs, il a aussi l'inconvénient d'être facilement rayable et corrodé.
C’est pourquoi certains fabricants ont commencé à utiliser du verre minéral dans les années 70. Il s’agit du verre ordinaire, d’une dureté Mohs de 3 à 6. Bien que moins sensible aux rayures que le plastique, il est également vulnérable aux chocs, ce qui explique son utilisation limitée dans les montres de luxe. Il était alors considéré comme un matériau inadapté.
Puis, dans les années 1980, le verre saphir résistant aux rayures et aux chocs a commencé à être utilisé.
De nos jours, le verre saphir est généralement utilisé pour les montres de luxe, tandis que le verre minéral est utilisé pour les montres courantes.
Un revêtement antireflet et un façonnage sont appliqués.
Le verre saphir peut bénéficier d'un traitement antireflet pour une meilleure lisibilité du cadran. Ce traitement peut être appliqué sur la face interne uniquement ou sur les deux faces. Un traitement antireflet double face garantit une vision claire, sans altération par la lumière.
Cependant, avec un traitement double face, le revêtement extérieur peut se décoller ; par conséquent, si vous craignez une détérioration, il est plus sûr d'opter pour un traitement simple face.
De nombreux modèles sont également dotés d'un verre saphir bombé, qui coûte 5 à 10 fois plus cher qu'une finition plate, mais qui est une méthode souvent utilisée pour obtenir l'aspect classique de l'ère du verre en plastique.
Selon la technologie de traitement de l'usine, certains modèles ont un intérieur en forme de dôme uniquement pour éviter de toucher la décoration tridimensionnelle du cadran, et le cristal saphir est utilisé pour le boîtier et la lunette, l'utilisation du cristal saphir ne se limite donc pas au verre.
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