GEMMA Quartz et Crystal

Histoire de la fabrication du quartz de synthèse
et de la piézo-électricité

En 1943, KARR et AMSTRONG ont établi une liste très complète des expériences de laboratoire faites pour obtenir des cristaux de quartz. Les premiers travaux remontent à environ un siècle.

Les propriétés piézo-électriques du quartz Alpha ont été découvertes par Pierre et Jacques Curie à la fin du 19ème siècle.
La piézo-électricité est la propriété que possède le quartz de se polariser électriquement sous l'action d'une force mécanique (effet direct) et, réciproquement, de se déformer légèrement lorsqu'on lui applique un champ électrique. La déformation du cristal d’environ 0.1% par rapport à la dimension de départ permet de servir des applications relatives à la production et détection de son, la génération de fréquences électroniques, les applications optiques sensibles...

Les travaux de SPEZIA, en 1905, sont à l'origine du développement actuel de quartz de synthèse.
La méthode de SPEZIA consistait à travailler en solution aqueuse de silicate de sodium sous une pression de 150 bars, avec établissement d'un gradient de température entre la zone de dissolution et celle de recristallisation, le corps mère étant, contrairement aux installations actuelles, placé au dessus des germes.
SPEZIA obtint ainsi des croissances de plusieurs millimètres, mais la vitesse de croissance demeurait très faible.

Les travaux de SPEZIA n'ont pas eu de développement jusqu'à la seconde guerre mondiale, au cours de laquelle la demande croissante en quartz et les difficultés d'approvisionnement à partir des ressources naturelles de quartz ont amené des équipes de chercheurs à reprendre le problème sur une échelle plus importante.

Les travaux de NACKEN en Allemagne, BUTUZOV et BRIATOV en Russie, HALE, BROWN, WALKER et BUEHLER, LAUDISE, HIGGINS, NIELSEN et SULLIVAN aux USA, RABBETS en Angleterre, ainsi que de chercheurs japonais ont conduit à la réalisation d'usines pour la production de gros monocristaux de quartz au Japon, en Russie, aux Etats-Unis.
Les premiers cristaux de "quartz synthétique" furent mis sur le marché en 1955.

Aujourd’hui, la production mondiale annuelle de quartz de synthèse est de 4000 tonnes environ (45% en Asie, 30% en Amérique du Nord, 20% en Russie, 5% reste du monde) afin de servir les marchés de l’électronique, des télécommunications...

Des études effectuées au Centre National français d'Etudes des Télécommunications ont rendu possible en France la fabrication industrielle de monocristaux de quartz destinés aux applications piézo-électriques. Gemma Quartz & Crystal (anciennement SICN) collabore activement avec des laboratoires de recherche et commercialise du quartz de synthèse depuis 1972.
L’entreprise répond actuellement à la demande du marché international pour du quartz de qualité supérieure (Très Haute Qualité – THQ) réservé aux applications stratégiques de très haute précision et performances pour le spatial, militaire et les télécommunications.

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