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Sur cette page :
Les oxydes colorants lanthanides dans les glaçures cristallines au zinc
Introduction
 
Expérimentation avec oxydes de néodyme et de praséodyme
 
Conclusion
 
English version
 
 
Les OXYDES COLORANTS LANTHANIDES dans les glaçures CRISTALLINES au ZINC par Smart2000
 
 
 
INTRODUCTION :
 
Les oxydes de lanthanides utilisés pour la coloration du verre et de certaines glaçures peuvent aussi être utilisés pour colorer les glaçures cristallines au zinc (celles qui développent particulièrement bien les macro-cristaux). Ces oxydes sont principalement ceux de praséodyme, néodyme, erbium et cérium.
A la différence des compositions transparentes utilisées le plus souvent, les glaçures cristallines au zinc sont fortement alcalines et très riches en zinc (0.550 à 0.610 mole).

Les oxydes colorants couramment utilisés dans les macro-cristallines au zinc sont les oxydes basiques tels que le cobalt, le nickel, le chrome, le fer, le manganèse et le cuivre seuls ou combinés en mélanges binaires, ternaires et quelquefois quaternaires. Leur introduction se fait généralement en faibles quantités à des taux compris entre 0.05 et 2 %. Dans ces conditions l'effet fondant de ces oxydes "classiques" a peu d'incidence sur la tenue de ces glaçures dont la viscosité aurait pu être profondément affectée avec des quantités plus élevées. La dissolution des oxydes est la plus élevée dans ces conditions, elle permet des colorations très transparentes.

Les oxydes colorants de lanthanides sont peu puissants dans les compositions alcalines riches en zinc, leur faible pouvoir colorant doit donc être compensé soit par leur introduction en plus grandes quantités soit aussi par des épaisseurs plus importantes. La limite de solubilité de ces oxydes (autour de 7 à 8%) et leur effet fondant assez puissant de l'ordre de celui des oxydes alcalins demandent un bon compromis entre la composition de la base de la glaçure et le maximun de coloration réalisable (épaisseur appliquée et quantité d'oxyde utilisée) pour obtenir une cristalline convenable.
 
EXPÉRIMENTATION avec oxydes de praséodyme et de néodyme :
 
1) 1er niveau de coloration :
 
Dans les exemples ci-après, une glaçure a été colorée avec soit 5,5% d'oxyde noir de praséodyme (Pr6O11) ou soit 4,5% d'oxyde de néodyme (Nd2O3). A épaisseur égale, le néodyme colore plus que le praséodyme. La base de la glaçure n'a pas été modifiée par rapport a son utilisation avec des oxydes classiques. La fluidité de cette glaçure (cuite à cône 8 / 1260°C) n'a pas été affectée hors des limites habituelles. L'écoulement de glaçure dans les "catchers" est resté identique à celui des compositions classiques de cristallines.
 
 

Exemple de glaçure cristalline colorée au praséodyme (à gauche) et au néodyme (à droite).

 

L'oxyde de praséodyme noir (Pr6O11) a été introduit à hauteur de 5,5% dans la base de la glaçure et la teinte vert tilleul caractéristique de ce colorant est vraiment peu soutenue, sauf vers le pied de la pièce là ou l'épaisseur est plus importante.

 

L'oxyde de néodyme (Nd2O3) a été introduit à hauteur de 4,5 % dans la base de la glaçure et sa teinte "violine" ressort mieux. Cette coloration varie (Effet dichroïque) selon la source d'éclairage à laquelle la pièce est soumise. Elle parait plus bleue à la lumière du jour et plus violacée en éclairage artificiel.

Glaçure colorée transparente épaisse déposée au fond d'une coupelle.
Coloration avec 5,5% d'oxyde noir de praséodyme (Pr6O11).
La coloration transparente du fond indique une bonne dissolution des oxydes utilisés dans ces proportions. Les cristaux sont blancs argentés (silicate de zinc) et flottent à la surface de la glaçure colorée.
La séparation nette des phases fondues et cristallines donne naissance à des produits extraordinairement surprenants aux tons changeants selon l'orientation et la nature de la lumière.
 

Base de glaçure cristalline utilisée :

CaO 0.079

Al2O3 0.083

SiO2 1.812

ZnO 0.598

B2O3 0.037

Na2O 0.241

K2O 0.022

Li2O 0.059

 
 
2) Second niveau de coloration :
 
Dans les exemples ci-après, la glaçure a été colorée avec 8% d'oxyde noir de praséodyme (Pr6O11) ou avec 7,5% d'oxyde de néodyme (Nd2O3). La base alcaline de la glaçure a été légèrement modifiée pour anticiper l'effet plus fondant des oxydes utilisés en plus grandes quantités. La fluidité de cette glaçure (cuite à cône 8 / 1260°C ) n'a pas été affectée hors des limites habituelles. L'écoulement de glaçure dans les "catchers" est resté identique à celui des compositions précédentes
La coloration obtenue n'est pas plus intense, le fond coloré n'est plus transparent mais opacifié en jaune ou en mauve dans des tons pastels, preuve que tout le colorant n'a pas été dissout et que des particules colorées restent en suspension dans la glaçure fondue. La glaçure est saturée en oxydes colorants.
 
 

Coloration obtenue avec 8% d'oxyde noir de praséodyme (Pr6O11). Le fond n'est plus transparent, mais opaque de couleur jaune clair. Le colorant n'est pas entièrement dissout dans la glaçure.
Coloration obtenue avec 7.5% d'oxyde de néodyme (Nd2O3). Le fond n'est plus transparent, mais opaque de couleur mauve clair. Le colorant n'est pas entièrement dissout dans la glaçure.
 
Conclusion :
 
Cette expérience est passionnante, ces oxydes peu utilisés en céramiques offrent de nouvelles possibilités de coloration pour les inconditionnels des macro-cristaux sans cesse en quête de nouveaux effets.
L'expérimentation d'oxydes lanthanides dans d'autres bases de glaçures cristallines et avec des températures plus élevées devraient permettre la découverte d'autres effets très spectaculaires avec des colorations assez "irréelles" comparées à celles de la gamme classique des oxydes colorants les plus courants en céramique.
 
L'essentiel pour se lancer dans ces travaux passionnants sera surtout de trouver un détaillant prêt à vous fournir ces rares oxydes de lanthanides dans des conditions économiques raisonnables.
Si vous souhaitez vous lancer dans ces recherches et que vous n'arrivez pas à trouver ces oxydes, merci de le signaler en envoyant un message à l'adresse suivante : smart2000@wanadoo.fr
 
 
 
 
 
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On this page :
Lanthanide colouring oxides in zinc crystalline glazes
Introduction
 
Expérimentation with oxides of neodymium and praseodymium
 
Conclusion
 
French version
 
 
LANTHANIDE COLOURING OXIDES in ZINC CRYSTALLINE GLAZES by Smart2000
 
Translated into english by Edouard Bastarache
Sorel-Tracy
Quebec
edouardb@colba.net
 
 
 
INTRODUCTION :
 
Lanthanide oxides used for colouring glass and certain glazes can also be used to colour zinc crystalline glazes (those which develop macro-crystals particularly well). These oxides are mainly those of praseodymium, neodymium, erbium and cerium.
Different from transparent compositions generally used, zinc crystalline glazes are strongly alkaline and very rich in zinc (0.550 to 0.610 mole).
The colouring oxides usually used in zinc macro-crystalline glazes are the basic oxides such as cobalt, nickel, chromium, iron, manganese and copper alone or combined in binary, ternary and sometimes quaternary mixtures. Their introduction is generally done in small amounts at rates ranging between 0.05 and 2 %. Under these conditions the melting effect of these "traditional" oxides has little incidence on the behaviour of these glazes whose viscosity could have been deeply affected by larger amounts. The dissolution of oxides is highest under these conditions, it allows very transparent colourings.
The colouring oxides of lanthanides are not very powerful in alkaline compositions high in zinc, their weak colouring capacity must thus be compensated either by their introduction in greater amounts or also by more significant thickness. The limit of solubility of these oxides (around 7 to 8%) and their rather powerful melting effect, about that of alkaline oxides, require a good compromise between the composition of the glaze base and the maximun of realizable colouring (thickness applied and quantity of oxide used) to obtain a suitable crystalline glaze.
 
 
EXPERIMENTATION with oxides of praseodymium and neodymium :
 
1) First level of colouring :
 
In the examples hereafter, a glaze was coloured with either black praseodymium oxide 5,5% (Pr6O11) or neodymium oxide 4,5% (Nd2O3). With equal thickness, neodymium colours more than praseodymium. The base of the glaze was not modified compared to its use with traditional oxides. The fluidity of this glaze (fired at cone 8/1260°C) was not affected out of the usual limits. The flow of the glaze in the "catchers" remained identical to that of the traditional compositions of crystalline glazes.
 
 
Example of a crystalline glaze coloured by praseodymium (on the left) and neodymium (on the right).
 
 
Black praseodymium oxide (Pr6O11) was introduced at the 5,5% level into the glaze base and the lime green colour characteristic of this colouring material is really not very constant, except close to the foot of the piece where the thickness is more significant.
 
Neodymium oxide (Nd2O3) was introduced at the level of 4,5 % into the glaze base and its "violine" colour shows better. This colouring varies (dichroic effect) according to the source of lighting to which the piece is exposed. It appears more blue in daylight and more purplish in artificial lighting

Thick transparent coloured glaze deposited on the bottom of a small cup. Coloured by black praseodymium oxide 5,5% (Pr6O11 )
The transparent colouring of the background indicates good dissolution of the oxides used in these proportions. The crystals are silvery white (zinc silicate) and float on the surface of the coloured glaze. The clear separation of the molten and crystalline phases gives rise to products extraordinarily surprising with changing tones according to the orientation and the nature of the light.
 

Crystalline glaze base used :

CaO 0.079

Al2O3 0.083

SiO2 1.812

ZnO 0.598

B2O3 0.037

Na2O 0.241

K2O 0.022

Li2O 0.059

 
 
2) Second level of colouring :
 
In the examples hereafter, the glaze was coloured by black praseodymium oxide 8% (Pr6O11) or with neodymium oxide 7,5% (Nd2O3). The alkaline base of the glaze was slightly modified to anticipate the more melting effect of the oxides used in greater amounts. The fluidity of this glaze (fired at cone 8/1260°C) was not affected outside the usual limits. The flow of glazes in the "catchers" remained identical to that of the preceding compositions
The colour obtained is not more intense, the coloured background is not transparent any more but opacified in yellow or mauve in pastel tones, proof that all of the colouring was not dissolved and that coloured particles remain in suspension in the molten glaze. The glaze is saturated by colouring oxides.
 
 

Colour obtained by black praseodymium oxide 8% (Pr6O11). The background is not transparent any more, but opaque and light yellow The colouring material is not entirely dissolved in the glaze.

Colour obtained by 7.5% of neodymium oxide (Nd2O3). The background is not transparent any more, but opaque and light mauve. The colouring material is not entirely dissolved in the glaze.
 
Conclusion :
 
This experiment is enthralling, these oxides little used in ceramics unceasingly offer new possibilities of colouring for the unconditional potters fond of macro-crystals in search of new effects
The experimentation with lanthanide oxides in other crystalline glaze bases, and with higher temperatures, should allow the discovery of other very spectacular effects with rather "unreal" colours compared with those obtained by the traditional range of colouring oxides most currently used in ceramics.
The main thing before launching out in this enthralling work will be mainly to find a retailer ready to provide you with these rare lanthanide oxides at reasonable prices.
If you wish to launch out in this research and you do not manage to find these oxides, I will be thankfull that you let me know about it by sending a message at the following address : smart2000@wanadoo.fr
 
 
 
 
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