Vitrification
Le terme anglais vitrification signifie « fusionner en verre ». Il vient du terme latin « Vitrum », qui signifie "verre". En physique générale, la vitrification décrit la solidification d'un liquide par l'augmentation de sa viscosité au cours du processus de refroidissement, la cristallisation ne se produisant pas et un matériau amorphe (verre) étant ainsi formé.
Vitrification de matériaux céramiques
Dans le vocabulaire de la céramique, la vitrification désigne le processus de refroidissement qui se produit après la fusion de diverses argiles (clay), du kaolin et d'autres matières premières terrestres et qui rend le corps cuit imperméable à l'eau. Dans la production de porcelaine, la vitrification est la dernière partie de la « phase vitreuse ».
L'influence des différentes phases vitreuses joue un rôle important dans la production de matériaux céramiques - comme dans celle de la porcelaine - à bien des égards. Ce n'est pas seulement le cas de la glaçure transparente éponyme. Avant tout, une phase de fusion se forme dans le corps pendant la cuisson à haute température, qui, dans de nombreuses combinaisons de céramiques, se solidifie à différents degrés de vitreux pendant le refroidissement. Par exemple, la porcelaine feldspathique cuite entre 1 320 °C et 1 400 °C présente une proportion d'environ 60 % de phase vitreuse et 30 % de mullite (dépendance en température des phases d'équilibre d'une masse de porcelaine constituée de 50 % de kaolin, 25 % de feldspath et 25 % de quartz).
En définitive, toute la vaisselle en céramique est plus ou moins constituée de minéraux silicatés frittés par fusion, mais diffère par son degré de vitrification. Ainsi, le terme « vitrifié » ne représente pas une méthode de fabrication spéciale et unique ou une caractéristique de qualité unique. Beaucoup plus décisive est la question : QUOI a été vitrifié et à QUELLE température ?
Vitrification de la porcelaine (phase vitreuse - refroidissement)
La véritable porcelaine feldspathique (50 % de kaolin, 25 % de feldspath et 25 % de quartz) est cuite entre 1 300 et 1 400 °C. En raison des matières premières et du niveau de la température de cuisson, le mélange de minéraux produit la mullite en aiguille qui est déterminante pour la porcelaine.
Le point de cuisson le plus élevé dans le four est suivi de la phase de refroidissement (phase vitreuse). La masse est lentement refroidie à haute température. Le corps et la glaçure se combinent pour former une combinaison homogène de deux couches ayant pratiquement le même coefficient de dilatation. La porosité du corps est de 0,01 à 0,03% maximum et sa densité de 2,1 à 2,6 g/cm3.
Dans la production de porcelaine, la vitrification est un processus tout à fait naturel.
Phase de refroidissement des vaisselles en céramique
Dans cette section, nous expliquons le comportement des céramiques utilitaires ordinaires, qui est très différent de celui des céramiques techniques et médicales. Dans le secteur des arts de la table, ces céramiques sont appelées grès, faïence et Stoneware.
En raison de la température de cuisson plus basse - entre 1 000 °C et 1 260 °C - et des matières premières inférieures à la porcelaine (argile au lieu de kaolin), aucune formation de mullite en aiguille n'a lieu dans la vaisselle en céramique. Dans la phase de refroidissement, la formation de la phase vitreuse est minimale par rapport à la porcelaine et atteint une porosité de la pâte de 0,5 à 13% et une densité de 0,19 à 2,0 g/cm3 selon la composition du matériau et la température de cuisson. Dans ces céramiques, le porcelainier parle d'une absence de la phase vitreuse.
Ainsi, ces vaisselles en céramique sont nettement inférieures à la porcelaine en termes de stabilité physique et de résistance de surface. Ils se cassent plus rapidement. Même sous de faibles charges chimiques ou mécaniques, les glaçures se rayent et se corrodent. En raison des différentes températures de la première cuisson et la deuxième cuisson, le corps et la glaçure de la vaisselle en céramique ont un coefficient de dilatation différent, ce qui rend également la céramique sensible aux contraintes thermiques. (voir Craquelures).
Vitrification de Tableware (Vitreous China)
Dans l'Angleterre de l'après-guerre se sont développés à partir des racines des «Staffordshire Potteries» (poteries de la ville de Staffordshire/centre de l'Angleterre), des fabricants tels que Churchill, Dudson, Steelite etc. Les générations plus âgées connaissent certainement encore le service anglais «motif chasse» des années 1970 dans les couleurs bleu et rose. Ces entreprises se sont spécialisées dans la production de faïence, une céramique peu cuite qui permettait un procédé sous glaçure. Ils ont adapté le procédé inventé dans les années 1940 aux États-Unis pour durcir les céramiques sanitaires (lavabos et cuvettes de WC), appelé vitrification, et l'ont appliqué à la production de vaisselle en céramique.
La vitrification consiste à ajouter un mélange de quartz très finement broyé, de syénites néphéliniques et d'autres additifs à un flux similaire au feldspath pour le processus de fusion, ce qui permet d'obtenir une structure plus homogène et une porosité réduite lors de la cuisson dure. En résumé, le corps céramique est densifié par un renforcement artificiel de la phase vitreuse. On obtient ainsi une imperméabilité à l'eau similaire à celle de la porcelaine, et la pâte est même, dans de nombreux cas, supérieure à la porcelaine feldspathique ordinaire en termes de stabilité et de résistance mécanique.
Grâce à la basse température de cuisson, il est possible d'obtenir un jeu de couleurs plus intense dans la décoration de la vaisselle en céramique, comme la vaisselle vitrifiée, mais cela ne la rend malheureusement pas plus durable.
Comme dans le cas du matériau de base, les températures de cuisson de la cuisson lisse et de la cuisson de la glaçure en Chine vitrifiée se situent dans la plage de température inférieure (1 100 à 1 240 °C), et elles soient différentes. Cela signifie que le corps et la glaçure de ces articles en céramique vitrifiée ont des coefficients de dilatation différents. Contrairement au grès et à la faïence, cela n'entraîne généralement pas de fissures, mais une plus grande sensibilité à la corrosion et à l'abrasion de la glaçure.
La Chine vitrifiée (Vitrified China), présentée dans la publicité comme particulièrement solide, élève cette technique de finition au-dessus de la céramique et de la faïence ordinaires, mais documente en revanche une phase de verre remplaçant la mullite, inférieure à la porcelaine.
La phase vitreuse de notre porcelaine High Alumina
Étant donné que la phase vitreuse dans la fabrication de la porcelaine authentique est un processus naturel, nous évitons d'appeler le titre de cette section «Vitrification de la porcelaine». Si nous voulions être à égalité - du point de vue publicitaire - avec les entreprises anglaises, nous devrions nous aussi donner une importance particulière à ce slogan publicitaire «Vitrifié» - qui est d'ailleurs inconnu de la plupart des consommateurs.
La porcelaine High Alumina est cuite entre 1 350 °C et 1 400 °C, ce qui est plus élevé que la porcelaine feldspathique ordinaire. L'ajout d'oxyde d'aluminium minéral silicaté enrichi (Al2O3), un corindon extrêmement dense et dur, augmente considérablement la teneur en mullite dans la phase vitreuse. Nous ne souhaitons pas en divulguer les détails, s'il vous plaît. Dans tous les cas, «considérablement» signifie une résistance à la rupture jusqu'à 400% et plus et ainsi supérieure à celle de la porcelaine feldspathique ordinaire. La porosité, la densité et la stabilité de la porcelaine à haute teneur en alumine sont également supérieures à celles de la Vitreous China.
Cependant, le facteur décisif pour la qualité et la durabilité de la porcelaine à haute teneur en alumine est la liaison homogène du corps et de la glaçure avec un coefficient d'expansion presque identique, grâce à la cuisson dure commune, au cours de laquelle la pâte et l'émail fondent ensemble simultanément. Cette homogénéité et la forte proportion de mullite en aiguille rendent la porcelaine High Alumina résistante aux chocs thermiques (+-180 °C).
Dans toutes les disciplines d'utilisation, la porcelaine High Alumina est supérieure à la porcelaine vitrifiée - Vitreous China - et aussi à la porcelaine feldspathique ordinaire - ce qui est très avantageux et durable pour le consommateur.