Quartz
Le quartz est un minéral dont la composition chimique est SiO2 et qui présente une symétrie trigonale.
C'est la forme stable (modification) de la silice à la surface de la terre et le deuxième minéral le plus courant dans la croûte terrestre après les feldspaths. À une température de plus de 573 °C (sous une pression de 1 bar), le quartz bas se transforme en quartz haut en changeant la structure cristalline.
Avec une dureté Mohs de 7, le quartz fait partie des minéraux durs et sert de valeur de référence sur l'échelle de Friedrich Mohs, qui va jusqu'à 10 (diamant). C'est le quartz qui donne sa dureté à la vraie porcelaine ! Elle forme souvent des cristaux bien développés de formes et de types très variés (voir Modifications et variétés), dont les faces cristallines présentent un éclat vitreux. Le quartz n'a pas de clivage, se fracture de manière conchoïdale comme le verre et présente un éclat gras sur les surfaces de fracture.
Le quartz dans la production de porcelaine
Le quartz est la troisième matière première essentielle pour la production de porcelaine. Il est ajouté à la masse de la porcelaine sous forme de quartz en morceaux finement broyés, sous forme de sable.
Lors de la cuisson dure de la porcelaine, le feldspath fond d'abord en une masse semblable à du verre, le verre feldspathique. Au cours de ce processus de frittage, le feldspath libère du quartz microscopique supplémentaire. Comme le point de fusion du quartz est beaucoup plus élevé (quartz élevé 1 470 °C) que la température de cuisson de la porcelaine (environ 1 350 °C), il reste des cristaux de quartz non dissous (mullite) dans la masse de verre feldspathique.
Ce sont ces cristaux de quartz qui, en définitive, confèrent au corps dur sa dureté et sa résistance à la chaleur, au froid et aux substances chimiques.
La matière première "quartz" a une grande influence sur la formation de la mullite. La masse de la porcelaine est généralement composée de 50% de kaolin, 25% de feldspath et 25% de quartz. Le quartz détermine le comportement de la réaction, la transparence et les constantes de vitesse relatives de la dissolution du quartz (la taille des grains du quartz est comprise entre 60 et 88 micromètres). Par conséquent, le comportement réactionnel des masses de porcelaine à des températures plus élevées est essentiellement déterminé par la dissolution du quartz. Cela explique également la grande influence des différents types de quartz sur la cuisson de la porcelaine. Plus la structure des grains de quartz est perturbée, plus ils réagissent facilement et plus ils se dissolvent aisément.
Il est tout à fait possible de définir que le « quartz » donne à la porcelaine sa dureté.