Oxydes - Article de Digital Fire

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Les anciens Chinois considéraient les émaux comme composés d'os, de chair et de sang. Ils avaient une vision très perspicace ! La silice contenue dans un émail forme une structure, l'alumine lui confère sa consistance, et les fondants, en le faisant fondre, lui donnent son caractère, agissant comme la sève. Pour comprendre les propriétés après cuisson, il est utile de considérer les matériaux comme des sources d'oxydes. 

Cependant, il faut se rappeler que, même s'il est chimiquement possible d'obtenir un oxyde donné à partir de nombreux matériaux, d'autres facteurs rendent souvent l'un d'eux préférable. Par exemple, le kaolin est une source idéale d'alumine car il confère également des propriétés de suspension et de durcissement à la barbotine d'émail. 

Vous trouverez ci-dessous une liste des principaux oxydes. De nombreux ouvrages de référence fournissent davantage d'informations sur ce sujet. Cependant, les données sont dispersées et donc difficiles à consulter. La meilleure source d'information est la section consacrée aux oxydes sur ce site web. 

Chaque oxyde y est décrit en détail et ses propriétés sont classées par catégorie. Par exemple, si vous avez besoin de produire du violet, vous pouvez consulter la section relative aux propriétés « violet » et voir la liste de toutes les réactions chimiques qui permettent de le produire.

Oxydes principaux

• SiO₂ - Le dioxyde de silicium provient de la silice, du feldspath et du kaolin. C'est le principal oxyde vitrifiable et il représente généralement plus de 60 % de la plupart des émaux et des argiles. Il possède un faible coefficient de dilatation et un point de fusion élevé.
• Al₂O₃ - L'oxyde d'aluminium provient du kaolin et du feldspath. Il se combine bien avec la silice et les oxydes basiques pour conférer corps, durabilité et stabilité aux émaux. Il possède un faible coefficient de dilatation et un point de fusion élevé.
• B₂O₃ - L'oxyde borique provient des frittes de borax, du borate de Gerstley (ou de la colémanite). C'est un équivalent de la silice à basse température et faible coefficient de dilatation.
• CaO - L'oxyde de calcium provient du blanc de Meudon, de la wollastonite, du feldspath, de la colémanite ou de la dolomite. C'est le principal fondant des émaux de moyenne et haute température. En grande quantité, il peut conférer un aspect mat grâce à la formation de cristaux de silicate de calcium.
• L'oxyde de potassium (K₂O) est présent dans le feldspath potassique et la pierre de Cornouailles. C'est un fondant auxiliaire important pour les émaux haute température. Il présente une forte dilatation.
• L'oxyde de sodium (Na₂O) est présent dans le feldspath, la syénite néphélinique et les frittes de sodium. C'est un fondant légèrement plus puissant que le potassium pour les émaux haute température. Il présente également une forte dilatation. 
• L'oxyde de magnésium (MgO) est présent dans le talc ou la dolomite. À basse température, il agit comme agent matifiant et opacifiant ; à haute température, c'est un fondant alcalin actif. 
• L'oxyde ferreux-ferrique (Fe₂O₃, FeO, Fe₃O₄) est présent dans l'oxyde de fer et les argiles colorées. C'est le colorant le plus couramment utilisé. En atmosphère réductrice, il peut servir de fondant dans les pâtes et les émaux à haute température. 
• L'oxyde de zinc (ZnO) est disponible à l'état pur. C'est un fondant secondaire à faible dilatation. En quantités modérées à élevées, il permet d'obtenir des surfaces mates et cristallines. 
• Le dioxyde de titane (TiO₂) est disponible pur ou sous forme de rutile. C'est un matériau complexe en raison de ses propriétés opacifiantes, cristallisables et de sa grande variété de couleurs. 
• L'oxyde de zirconium (ZrO₂) est disponible à l'état pur et est fourni par les opacifiants à base de zircon. Il est utilisé pour opacifier les glaçures. Le zirconium possède un coefficient de dilatation thermique très faible.
• L'oxyde de baryum (BaO) est fourni par le carbonate de baryum. C'est un fondant qui favorise la croissance de microcristaux, permettant d'obtenir des surfaces satinées mates attrayantes. Il présente également des réactions chromatiques uniques. 
•  L'oxyde de lithium (Li₂O) est fourni par le carbonate de lithium ou le feldspath lithique (par exemple, le spodumène). C'est un fondant alcalin auxiliaire puissant. Son coefficient de dilatation est inférieur à celui de la soude ou de la potasse. 
•  L'oxyde de plomb (PbO) est fourni par les frittes de plomb. Il réagit facilement avec la silice pour former des silicates de plomb à bas point de fusion, d'une brillance et d'une profondeur exceptionnelles. 
•  L'oxyde de strontium (SrO) est fourni par le carbonate de strontium. Il possède des propriétés de matage et de cristallisation similaires à celles de l'oxyde de baryum, mais produit des émaux plus brillants et plus fusibles, présentant moins de défauts de surface.

La quasi-totalité des émaux céramiques traditionnels courants sont composés de moins d'une douzaine d'éléments (plus l'oxygène). Consultez l'image complète de ce tableau et cliquez ou appuyez sur chaque oxyde pour en savoir plus (sur sa page dédiée sur digitalfire.com). 

Lors de la fusion des matériaux, ces derniers se décomposent et libèrent ces éléments sous forme d'oxydes. Le four construit l'émail à partir de ces oxydes, indépendamment de la nature des matériaux (à condition, bien sûr, que tous les matériaux fondent ou se dissolvent complètement dans le bain de fusion pour libérer ces oxydes). 

Chaque oxyde confère des propriétés spécifiques au verre. Ainsi, à partir d'une formule, il est possible de prédire avec précision les propriétés de l'émail cuit. On peut également déterminer quel oxyde spécifique augmenter ou diminuer pour orienter une propriété donnée (par exemple, le comportement à la fusion, la dureté, la durabilité, la dilatation thermique, la couleur, le brillant, la cristallisation). 

Enfin, il est important de comprendre comment ces éléments interagissent (s'influencent mutuellement). C'est un atout considérable. De nombreux matériaux céramiques sont disponibles, des centaines même ; la situation se complexifie lorsque chaque matériau contient plusieurs oxydes. Considérer un émail comme une simple formule unitaire d'oxydes céramiques est tout simplement plus simple.

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