Une atmosphère réductrice dans la cuisson de la céramique produit un cœur de cuisson sombre en raison des réactions chimiques impliquant le fer et d'autres oxydes métalliques présents dans la masse d'argile.Lorsque l'environnement du four manque d'oxygène, une combustion incomplète se produit, ce qui entraîne une augmentation des niveaux de carbone.Ce carbone réagit avec les oxydes métalliques, en particulier l'oxyde de fer, en les réduisant à des états d'oxydation inférieurs.L'oxyde de fer (Fe₂O₃), qui est généralement rouge ou orange dans une atmosphère oxydante, est réduit en oxyde ferreux (FeO) ou même en fer métallique (Fe) dans une atmosphère réductrice.Ces formes réduites de fer sont de couleur plus foncée, ce qui donne un noyau sombre à l'intérieur de la masse d'argile.Ce phénomène est particulièrement visible dans le grès, où la teneur en fer est importante.
Explication des points clés :
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Définition d'une atmosphère réductrice:
- Une atmosphère réductrice est créée dans un four en limitant l'apport d'oxygène, ce qui entraîne une combustion incomplète du combustible.Cela augmente la présence de monoxyde de carbone (CO) et d'autres gaz réducteurs.
- Dans la production de céramiques, on y parvient souvent en réduisant le tirage ou en fermant partiellement les orifices d'aération du four.
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Rôle du fer dans les corps en argile:
- Le fer est une impureté courante dans l'argile, présente sous forme d'oxyde de fer (Fe₂O₃).Dans une atmosphère oxydante, l'oxyde de fer reste stable et confère à l'argile une couleur rouge ou orange.
- Dans une atmosphère réductrice, l'état chimique du fer change en raison de l'absence d'oxygène.
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Réactions chimiques en atmosphère réductrice:
- À haute température, le monoxyde de carbone (CO) et d'autres gaz réducteurs réagissent avec l'oxyde de fer (Fe₂O₃) dans le corps de l'argile.
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La réaction peut être simplifiée comme suit :
[ - \text{Fe}_2\text{O}_3 + \text{CO}\rightarrow 2\text{FeO}+ \text{CO}_2
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] Dans des conditions réductrices plus extrêmes, l'oxyde de fer peut être réduit davantage en fer métallique (Fe) :
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- \text{FeO}+ \text{CO}\rightarrow \text{Fe}+ \text{CO}_2
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] Changements de couleur dus à la réduction
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- L'oxyde de fer (Fe₂O₃) est rouge ou orange, tandis que l'oxyde ferreux (FeO) et le fer métallique (Fe) sont plus foncés, souvent gris ou noirs.
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La réduction de l'oxyde de fer en ces composés plus sombres entraîne la formation d'un noyau sombre dans la masse d'argile, en particulier dans les sections plus épaisses où la pénétration de l'oxygène est limitée. Impact sur le grès
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- Le grès contient généralement plus de fer, ce qui le rend plus sensible aux changements de couleur dans une atmosphère réductrice.
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Le noyau de cuisson sombre est plus prononcé dans le grès en raison de la teneur plus élevée en fer et de l'épaisseur de la masse d'argile, qui limite la diffusion de l'oxygène. Implications pratiques pour la production de céramique
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- Les potiers et les artistes céramistes utilisent intentionnellement des atmosphères réductrices pour obtenir des effets esthétiques spécifiques, tels que des couleurs plus foncées et des finitions de glaçure uniques.
Toutefois, une réduction excessive peut entraîner des effets indésirables, tels que le gonflement ou des structures faibles, en raison de la formation de gaz piégés dans le corps de l'argile.
Comparaison avec une atmosphère oxydante
| : | Dans une atmosphère oxydante, il y a suffisamment d'oxygène et le fer reste dans son état d'oxydation le plus élevé (Fe₂O₃), ce qui donne des couleurs plus claires. |
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| Le contraste entre les atmosphères oxydantes et réductrices souligne l'importance de contrôler les conditions du four pour obtenir les résultats souhaités. | En comprenant ces points clés, les producteurs de céramique peuvent mieux contrôler le processus de cuisson pour obtenir des effets visuels et structurels spécifiques dans leur travail.Le cœur de cuisson sombre est le résultat direct des changements chimiques induits par l'atmosphère réductrice, en particulier la réduction des oxydes de fer dans la masse d'argile. |
| Tableau récapitulatif : | Aspect clé |
| Description de l'aspect clé | Atmosphère réductrice |
| Créée par la limitation de l'oxygène, entraînant une combustion incomplète et des gaz réducteurs. | Transformation de l'oxyde de fer |
| Fe₂O₃ (rouge/orange) se réduit en FeO ou Fe (gris/noir) dans une atmosphère réductrice. | Changement de couleur |
Un noyau sombre se forme en raison de la réduction des composés de fer, en particulier dans les masses d'argile épaisses. Impact sur le grès Une teneur en fer plus élevée dans le grès le rend plus susceptible de présenter des noyaux de cuisson foncés.
