CERAMIQUE & SAVOIR

Mon propos dans ce texte, est de présenter d’une maniere aussi claire et compréhensible que possible les données essentielles concernant la fabrication de ceramique de grés.

Fabrication de glaçure à grés

Dabord la glaçure de base : Dans un premier temps il sagit de constituer un glacure de base equilibrée.

KAOLIN 10% ( Terre blanche réfractère-composant essenciel de la porcelaine);(al2o3 2SiO2 2H20)
CRAIE 20% (Carbonate de Chaux / Craie) K8 (Fondantsl);(Caco3)
QUARTZ 30% (Silice Broyée) SiO2 98,8 %(Abaisse le point de fusion-fondant)
FELDSPATH 40% (Nephéline Syénite) (K2O - Na2O - SiO2 - Al2O3- CaO - Fe2O3 )
Cristaux se trouvant dans le granit et fondant entre 1200 et 1300 degrés.

Cette couverte standard est une très bonne base pour les adjontions d’oxydes.Elle atteint son seuil de maturité à environ 1250°

Les Oxydes utilisés dans la Glaçure de base

Qu’est ce qu’un oxyde
- Un oxyde peut être défini comme etant la combinaison chimique de n’importe quel élément avec l’oxygène. L’oxygène est présent dans l’air et l’eau, par consequent, toujours disponible pour combinaison chimique
- L’oxyde de silicium est le seul oxyde indispensable à la fabrication d’une glaçure.Seule, à 1710° elle donnera du verre.
-Elle est l’élément principale de la glaçure, les autres oxydes ne feront que modifier cette glaçure.Chacun de ces oxydes présentent de grandes différences, mais ont pour point commun d’abaisser le point de fusion de la silice.
- L’oxyde d’aluminium ajoutée en petite quantité a pour propriété de figer la fonte. Elle empêche que lla glaçure coule .

Oxyde de Silicium : SiO2 (pm : 60,1)
- Dans la cuisson à haute température, la silice représente 40 % de la glaçure.Il est l’oxyde fondamental du verre, les autres oxydes servent à modifier(ex : opacité) et abaisser le point de fusion.
- La croûte terreste est composée de 60% de silice.Ce fait témoigne de la dureté et de la résistance de cet oxyde.
- Les glaçure “hautes températures” sont plus solides car elles contiennent plus de silice
- La Silice a un faible pouvoir de dilatation, elle assure une bonne adhérence au tesson.

Oxyde d’Aluminum : Al2O3 (pm :101,8)
-L’alumine est réfractaire, son point de fusion est 2040°.Pour cette raison il ne faut pas trop en mettre dans la glaçure.
- L’alumine rend la glaçure en fusionplus visqueuse, moins apte à couler le long des parois verticales.
- Autre fonction importante, l’allumine empêche la recristalisation de la glaçure.
- Enfin elle apporte dureté et durabilité.

Oxyde de Sodium : Na2O (pm : 62)
- L’oxyde de sodium est un fondand puissant
- La soude rend les couleurs vives et brillantes
- La soude a le désavantage d’avoir un coefficient de dilatation très fort.Cela provoque du tréssaillage
- Les sources naturelles de soude sont rares, cependant beaucoup de feldspaths en contiennent
- La soude est un composant important du verre ordinaire (Silice, Soude, Chaux)

Oxyde de Potassium : K2O (pm : 94.2)
- L’oxyde de potassium a les mêmes propriétés que la soude, si bien qu’on ecrit souvent dans les formules KNaO, ce qui designe le mélange des deux corps.

Oxyde de Calcium : CaO (pm : 56)
- L’oxyde de calcium agit comme fondant bien que son point de fusion soit de 2572°
- Cet oxyde apporte dureté et durabilité dans les glaçures
- Si une glaçure contient trop de calcium, elle sera mate terne et rugueuse.
- Peu de défaut lui sont imputable

Oxyde de Magnesium : MgO (pm : 40,3)
- L’oxyde de Magnesium est surtout utilisé comme fondant à haute température.
- Un éxcés d’oxyde de Magnésium donne des glaçures sèches et peut contribuer à apporter de défauts comme le retirement et le picot.

Glaçure de base+Oxydes
Ensuite une fois réalisée cette glaçure de base dite aussi couverte on ajoute les oxydes, la proportionde cet ajout varie de 1% à 12%.Suivant l’oxyde utilisé la glaçure apparaitra vert, bleu, ocre, opaque, brillant.......Afin de controler dans une certaine mesure ces critères je vais éménumérer les différents oxydes que j’utilise dans mon Atelier.

Oxyde de fer : FeO (pm : 71,8)
- Pouvoir de coloration entre 1% et 7%
- Fondant actif;
- Beaucoup d’oxyde de fer dans une couverte a tendance à cristaliser au refroidissement.
- Ajouter à d’autre oxydes comme le cobalt ou le cuivre, l’oxyde de fer assombri et rend plus profondes et délicates les couleurs.

Oxyde de cuivre : CuO (pm : 79,5)
- Pouvoir de coloration entre 1% et 5%
- Fondant actif, rend la glaçure plus fuide et plus brillante.
- L’oxyde de cuivre commence à volatiliser à 1225 ° ( il s’échappe sous forme de vapeur qui peut iimfluencer les autre couleurs)
- En réduction, l’oxyde de cuivre donne le fameux “sang de boeuf”

Oxyde de cobalt : CoCO3 (pm : 118,9)
- Pouvoir de coloration entre 0.25% et 0.5% (1% : noir)
- Colorant stable
- Ajouter au fer, nickel, rutile, et manganèse, l’oxyde de cobalt donne de plus grandes nuances.

Oxyde de chrome : Cu2O3 (pm : 152)
- Oxyde très polyvalent, peut aller du rose au vert.
- Pouvoir de coloration entre 0.5% et 3% (vert intense)
- L’oxyde de chrome seul est réfractère.
- A 1180° , le chrome se volatilise

- A tester 5% d’oxyde d’etain + 1 % d’oxyde de chrome

Oxyde de manganèse : MnCO3 (pm : 115)
- Pouvoir de coloration entre 2% et 3% (Pourpre et brune)
- Au dessus de 1190° le manganèse a tendance à donner un brun plutôt neutre et en réduction un brun adouci.

Propriétées de la Terre et de l'Argile
- La couche supérieur de la croûte terrestre dite “roches ignées “ est composée à 75% de silice et d’allumine.L’arglle est produite en grande partie de la décomposition de cette roche.
Il est très important de souligner que pour plus de 90 %, 5 éléments seulement entre dans la composition de la terre ; le feldspaths, groupe fer magnésium, le quartz, biotite, titane

Il y a près de 2 milliards d’années la roche ignée se refroidissait, l’humidité dans l’air se condensa en des pluies torrentielles. l’eau fut l’agent le plus important de la transformation géologique

Les differents types de terre

Les terres à grés
-Argiles plastiques dont la maturation est la vitrification s’éffectue de 1200 à 1300°
Le nom Grés vient, en fait, de la densité,la dureté et l’impermabilité du tesson.
Provient d’argile secondaire (charrié loin de la roche mère )et sédimentaire (Ex ; Dans l’eau , les particules les plus fines se déposes dabord). Ce processus de sedimentation progréssive trie les argiles fins et plus gros.Ces argiles ont une composition plus complexe a cause de son transport.(Présence de nombreux minéraux : oxyde de fer).
Cuite la terre la terre devient imperméable.
La composition d’une terre à grés est plus facile à élaborer qu’une terre pour la faience, car elle néccécite moins de fondant.Des terres à grés peuvent se trouver à l’état naturel, pour abaisser le point de fusion on peux utiliser du feldspath.

Les terres à Faïence
Argiles plastiques dont la maturation se situe entre 950 et 1100°
Argile contenant de nombreuses impuretées minérales.
Cuite, la terre reste poreuse et ouverte.
Les terres à faiences peuvent se trouver à l’état naturel.(Fabrique)
Ensuite il s’agit d’adapter la terre.
- Si la terre est trop réfractère on ajoute du fer, ou talc
- Si l’argile est trop fusible, on ajoute du kaolin, terre à grés, silice, chamotte
Si la terre est trop collante ; silice, kaolin, chamotte, terre à feu
Si elle est insuffisament plastique ; ball clay, bentonite
Si elle a besoin de couleur ; oxydes de fer

Les terres Porcelaine
Terre peu plastique dont la maturation est lavitrification s’éffectue de 1250 à 1390°(voir +selon les variétées de porcelaines
-Kaolin, élément indispensable de la véritable porcelaine.Les gisements sont plutôt râres.
La fabrication de pièces blanches remonte à 200 ans av JC. Cela représente une avance de 12 siècles.Certe en Chine, le kaolin se trouve plus communément, mais les chinois ont su tirer le meilleur cette pate blanche. En plusieurs siècles ils ont su élever les températures, modifier la dureté, la blancheur, la translucidité.Le Kaolin est formé à partir d’argile primaire (Décomposition du feldspath sur place). Elle est exempt d’impureté comme le fer.
Le Kaolin n’est pas employé seul, son point de fusion est de 1800°.On doit ajouter d’autres matériaux pour augmenter sa plasticité et abaisser son point de fusion.

Les Etapes dans la cuisson à grés
Quand l’argile sèche, elle pert de 5 à 8 % suivant la plasticité de la terre.En poids de terre cela représente un quart d’eau.
Les argiles à particules très petites auront un retrait plus important, car l’eau se met autour de chaque particule (Faience : particules très petite/ Porcelaine grandes particules
Quand l’argile atteint 100°, l’eau non combiné est complétement évaporé.L’argile est totalement sèche.
Le changement suivant apparaît à 350°.L’eau chimiquement associée à l’argile commence à être chassé.(Argile : 2 molécules d’eau, 2 molécules de silice et 1 d’allumine) Celà représente 14% d’eau.Il est donc très important de monter très lentement en température, car une quantité importante de vapeur d’eau se forme, se qui peut provoquer des éclatements.
A 500° l’argile est désydraté, mais la terre est très fragile.Pas de retrait.
L’Oxydation : Décomposition de tous les élément organiques contenus dans la terre (Carbone souffre)Le processus d’oxydation se termine vers 900°
L’inversion des Quartz
A 573° les cristaux de quartz contenu dans la terre se redisposent. Cette redisposition est marqué par un agrandissement de 2% (réversible) Donc celà nécécite une monté en température lente
La vitrification donnera à la terre ses caractèristiques ; dureté et durabilité. Il s’opère une fusion des oxydes. Chaque corps a une température de fusion qui lui est propre

LA REDUCTION

Avant propos
. L’oxygène est notre élément gazeux
. l’’oxydation est le travail de l’oxygène sur les diifférents éléments

Que signifie une atmosphère réductrice
. l’atmosphère est privé d’oxygène dans le four
. Mais la réduction ne s’opère pas pendant toute la cuisson, seulement à deux moments:
la fin de la cuisson, et le refroidissement.

Comment produire une réduction
. La réduction est l’extraction de l’oxygène contenu dans certaines Glaçure, pâte, résultant d’une atmosphère sans oxygène.
. Le gaz produit lors de cette réduction le monoxyde de carbone. Il est produit à partir de la combustion incoplète du carbone.
. On parvient a créer une atmosphère réductrice en réduisant l’air de combustion, et en augmentant le débit du combustible au bon moment, bien sur (voir ci dessus)
. Raku, la réduction se fait dans une atmosphère réductrice “fumeuse”, chargée de particules de carbone (siure)
La cuisson réductrice ne convient pas aux four élèctrique, elle endommage les résistances
Cuisson réductrice seulement pour 1100° à 1350°
.Pour la même quantité de combustible, la chaleur en atmosphère oxydante est plus importante