Alumina

L'alumine dans la fabrication de la porcelaine

En fait, il n'est pas tout à fait correct de désigner l'alumine - à côté du feldspath, du kaolin et du quartz - comme une matière première à part entière dans la fabrication de la porcelaine et de la classer à cet endroit ! Dans la céramique technique, l'alumine - plus correctement appelée oxyde d'aluminium - occupe toutefois la première place parmi les matériaux céramiques haute performance fréquemment utilisés. Nous mentionnons ici cet oxyde minéral dans le groupe principal des matières premières de notre porcelaine, car il est utilisé pour les ustensiles de cuisine.

• Alumina
• High Alumina
• Ultra Alumina

de la maison Holst Porzellan joue un rôle très particulier.

Le minéral "Alumina", dont la formule chimique est "Al2o3", est déjà présent - selon le modèle et la qualité - dans les matériaux de base de la porcelaine, le kaolin et le feldspath. Toutefois, sous une forme purement concentrée (retraitée), il peut modifier considérablement les propriétés de la porcelaine en tant que minéral supplémentaire (oxyde d'aluminium), tant dans la masse que dans l'émail. L'oxyde d'aluminium possède les propriétés suivantes :

• Isolation électrique élevée
• Haute résistance mécanique
• Résistance à la compression extrêmement élevée
• Dureté élevée
• Haute résistance à la température

L'alumine (oxyde d'aluminium) est une forme minérale qui appartient à la famille des corindons (corundum en anglais). Il ne faut pas confondre l'alumine avec l'aluminium, qui est un élément chimique (métal) du grand groupe des bauxides.

L'oxyde d'aluminium est le composé oxygéné de l'élément aluminium. La base de cette substance est le minerai d'aluminium bauxite. La soude caustique décompose ce minerai en hydroxyde d'aluminium. La calcination et des processus de broyage complexes permettent d'obtenir de l'AI2O3 de haute qualité et de grande pureté.

L'alumine a ses propres gisements et, selon le pays et l'origine, elle est également présente en petites quantités dans certains types de kaolin. Selon le Dr Khalil M. Ibrahim (Department of Earth and Environmental Sciences, Hashemite University, Jordanie), l'alumine peut également être extraite de kaolin de qualité inférieure, comme on en trouve en abondance dans son pays. Nous ne disposons malheureusement pas de résultats à ce sujet.

Contrairement à la dolomite ou au magnésium, il ne peut pas être utilisé comme substitut au kaolin ou au feldspath, mais sert uniquement d'additif pour augmenter la dureté. Avec une dureté de 9 Mohs, ce corindon se classe juste derrière le diamant et explique donc naturellement pourquoi il peut augmenter de manière aussi extrême la dureté de la vaisselle et de la porcelaine.

Avec la formule AD85, le secteur de la porcelaine technique connaît une pâte de porcelaine mélangée à 85% d'oxyde d'aluminium. La densité du matériau est de 3,4 à 3,45 g/cm3. Cela s'explique par la formation d'une phase d'oxyde d'aluminium stable lorsque la teneur en Al2O3 dépasse 80%. L'examen cristallographique fait apparaître la phase d'oxyde d'aluminium dans une matrice vitreuse. Les propriétés significatives de l'AD 85 sont dues à la stabilité de la phase d'alumine présente.

Malheureusement, l'ajout d'alumine nécessite dans la plupart des cas un point de fusion plus élevé (> 1.400 °C), que la plupart des fabricants de porcelaine ne peuvent pas atteindre en raison de différents facteurs. Il s'agit par exemple

• Les fours à haute température ne sont pas conçus pour une telle performance.
• Les aides à la combustion traditionnelles ne peuvent pas être utilisées.
• Les recettes traditionnelles de porcelaine brûlent dans le four.
• Les émaux ne peuvent pas suivre la température de cuisson élevée.
• Les proportions du mélange n'ont pas été établies.
• Seul de l'aluminium de qualité inférieure est utilisé.

Définition de la porcelaine d'aluminium

La composition exacte des matières premières et la proportion d'Al2O3 dans la pâte de porcelaine ne sont pas normalisées pour la désignation "porcelaine Alumina" et toutes les autres désignations qui, avec le terme "Alumina", vantent une stabilité particulière du tesson. Il n'existe aucune exigence minimale ni aucune valeur standard pour la "porcelaine Alumina". De même, la détection en laboratoire de la présence d'Al2O3 dans la porcelaine cuite ne peut être réalisée qu'à grands frais. Par conséquent, on peut constater que la "porcelaine Alumina" est une désignation de qualité et une définition qui se situe dans une zone de non-droit.

Définitions spécifiques au pays & à l'industrie de la porcelaine Alumina

Bien que l'Allemagne joue un rôle important au niveau international dans la composition des matières premières et la fabrication d'Al2O2 pour l'industrie de la porcelaine, l'enrichissement de la pâte de porcelaine avec de l'Al2O3 pour une meilleure stabilisation du tesson dans le domaine de la table et du service n'était pratiquement pas utilisé jusqu'aux années 2000. En Europe, l'ajout d'Al2O3 à la pâte a commencé pour la première fois en 1985 en Pologne. Ce n'est que dix ans plus tard que les premières séries avec cette porcelaine "plus stable" étaient prêtes à être commercialisées. La proportion d'Al2O3 était alors d'environ 2 à 4 %.

Chaque pays producteur de porcelaine se procure ses matières premières dans différents pays et exploite surtout les gisements existants à proximité. Les matières premières déterminantes pour la qualité de la porcelaine finie ne peuvent toutefois pas être remplacées à volonté. En effet, les parcs de machines et les fours se ressemblent de plus en plus au niveau international et, dans la production de porcelaine industrialisée, les exigences en matière de matières premières sont soumises à des critères très uniformes.

Notre expérience de plusieurs décennies dans la fabrication de porcelaine nous a appris qu'il n'y a pas seulement des différences dans la définition de la porcelaine d'alumine, mais aussi que les fabricants des pays concernés travaillent souvent avec des proportions très différentes, voire nébuleuses, d'ajout d'Al2O3 dans la masse. Voici quelques exemples

• Chine Province de Guangdong : à partir de 30% d'Al2O3 dans la masse
• Chine Province de Guangxi : à partir de 33% d'Al2O3 dans la masse
• Vietnam : à partir de 35% d'Al2O3 dans la masse
• Bangladesh : à partir de 35% d'Al2O3 dans la masse
• Inde : à partir de 33% d'Al2O3 dans la masse
• Brésil : à partir de 30% d'Al2O3 dans la masse

Proportions & compositions d'Al2O3 dans la porcelaine

En l'absence de normes et de standards précis, chez Holst Porzellan, nous avons développé le "plus grand multiple commun" à partir de la diversité des définitions individuelles de la "porcelaine d'alumine" et de la proportion d'ajout d'Al2O3, afin de distinguer les niveaux de qualité et de stabilité des plats en porcelaine les uns des autres.

Alumine calcinée

L'"alumine calcinée", utilisée entre autres dans la fabrication de matériaux céramiques, est de l'oxyde d'aluminium "précuit" et correspond au corindon. Le terme "calcinatio" désignait ici au sens large une pulvérisation pour obtenir une matière première finie et propre. Contrairement à tous les autres additifs de l'industrie céramique, ce corindon est sans doute le plus "dur" que l'on puisse utiliser pour la fabrication de céramique. Dans l'industrie textile, l'oxyde d'aluminium calciné est d'ailleurs utilisé pour fabriquer des gilets pare-balles particulièrement légers et résistants.

Alumine synthétique

De nombreux producteurs de matières premières tentent donc de modifier la formule chimique de l'alumine. Il est désormais possible de produire des corindons de manière synthétique et de les ajuster pour différentes utilisations. Certaines de ces formules permettent des températures de cuisson plus basses et se sont entre-temps établies dans des marques de porcelaine connues jusqu'à une haute cuisson de 1.260 à 1.280 °C maximum. La plupart du temps, l'utilisation de l'alumine entraîne toutefois une décoloration du tesson, de sorte qu'il n'est pas possible d'obtenir une porcelaine d'un blanc pur. La porcelaine d'alumine chinoise d'apparence légèrement jaune est souvent utilisée sous la désignation "Durable". Selon les lois de la température de cuisson, ces produits appartiennent tous au groupe de la stoneware. En outre, tous les produits de ce type (que nous connaissons) souffrent d'une perte de leur dureté de Mohs, qui donne au maximum un 5 à la fin.

Veuillez continuer à lire sur la "porcelaine High-Alumina" de la maison Holst Porzellan/Germany.