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LITHIUM & CERAMIQUE

par Smart2000

 
 
 Ce métal alcalin est le plus léger des métaux connus (Li, masse atomique 6.941).
 
Dans les céramiques on le retrouve sous forme d'oxyde, Li2O (masse molaire 29.881).
 
Classé 33ème élément le plus abondant sur la planète, ce métal est présent dans des gisements provenant de lacs salés, de silicates (spodumène, pétalite, lépidolite), de phosphates (amblygonite), de phyllosilicates provenant de l'altération de cendres volcaniques (ex : l'hectorite en Californie) et de borates comme la jadarite (Serbie).
Aujourd'hui la demande de ce métal pour la production de batteries lithium-ion pour l'informatique et la téléphonie est énorme. Même s'il est assez peu utilisé en céramique son prix bat actuellement des records.
 
L'oxyde de lithium, Li2O, est le plus fondant des oxydes alcalins, on peut le classer comme suit : Li2O > Na2O > K2O. C'est un fondant très actif qui diminue fortement la viscosité des glaçures. Selon les proportions utilisées, il abaisse aussi le coefficient de dilatation thermique des glaçures et des pâtes céramiques de haute température.
 
 
En céramique courante le lithium sert :
 
- Dans les pâtes " flamme " destinées à produire des articles culinaire allant directement sur la flamme (voir aussi l'article " Flamware " de Ron Probst sur Smart.Conseil). Li2O réduit la dilatation thermique et améliore les propriétés de résistance au choc thermique.
 
- Dans les glaçures. Li2O introduit à partir de produits chimiques (Carbonate de lithium, fluorure de lithium) ou de composés minéraux naturels (spodumène, pétalite, …) est un fondant puissant en particulier lorsqu'il est associé à des feldspaths potassiques et sodiques. Son action fondante agit à partir de 750-780°C. Il permet d'abaisser fortement la viscosité des glaçures fondues. Utilisé à hauteur de 1 à 2 % il peut réduire la température de maturation d'une glaçure de 50 à 100°C. En ajouts importants (> 3%) il réduit fortement le coefficient de dilatation thermique et peut conduire à l'écaillage (l'écaillage est le contraire du tressaillage). Le lithium améliore également la résistance à la rayure.
 
En règle générale on utilise le carbonate de lithium lorsqu'on veut introduire du lithium seul dans une glaçure.
Le point de fusion du carbonate de lithium est de 723°C (dans l'air).
Le carbonate de lithium est peu soluble (13.1 g par litre d'eau à 20°C) contrairement aux autres sels d'éléments alcalins. Cette solubilité décroît avec l'élévation de la température.
 
 
 
 

Les matières premières les moins solubles contenant du lithium sont : Le carbonate de lithium, les frittes au lithium (assez rares hélas...) et les minéraux tels que le spodumène, la pétalite, le feldspath lithique, l'amblygonite et la lépidolite.

 

Dans les glaçures de haute température, Li2O attaque la silice et l'alumine du tesson, ce qui permet la formation d'une couche intermédiaire efficace pour abaisser les tensions de dilatation. Cela permet aussi de faire à température égale des glaçures avec plus de silice et d'alumine, plus stables et plus résistantes.

 
 
 
Facteurs molaires des oxydes alcalins pour le calcul de l'élasticité des verres multi-composants selon A.A Appen :
 
Li2O : 78.45 Gpa (ou 8 x 10-5 kgf/cm²)
Na2O : 58.35 GPa (ou 5.95 x 10-5 kgf/cm²)
K2O : 40.21 GPa (ou 4.1 x 10-5 kgf/cm²)
 
Li2O augmente le modules d'élasticité des glaçures (environ deux fois plus que K2O).
 

 

Tableau des composés naturels et chimiques :
 
 

Composés minéraux :

Formule chimique
Li2O%
Al2O3%
SiO2%
Masse Molaire

Aluminosilicates :

-

-

-

-

-

Eucryptite (E)*

Li2O.Al2O3.2SiO2
11.86
40.46
47.68
252 g

Spodumène (S)*

Li2O.Al2O3.4SiO2
8.03
27.40
64.57
372.16 g

Feldspath lithique (R)*

Li2O.Al2O3.6SiO2
6.07
20.71
73.22
492.32 g

Pétalite (P)*

Li2O.Al2O3.8SiO2
4.88
16.65
78.47
612.48 g

Autres minéraux :

Formule chimique
Formule empirique
Li%
Masse Molaire

Amblygonite

(Li,Na)Al(PO4)(F,OH)
Li0.75 Na0.25 Al(PO4) F0.75 (OH)0.25
3.44
147.90 g

Lépidolite

K(Li,Al)3(Si,Al)4 O10 (F,OH)2
KLi2AlSi4O10F(OH)
3.58
388,30 g

-

Composés chimiques :

-Formule chimique
Li2O%
CO2%
Li%
Masse Molaire

Carbonate de lithium

Li2CO3
40.44
59.56
18.74
73.89 g

Fluorure de lithium

LiF**
-
-
26.75
25.94 g
 
* : Voir diagramme ternaire ci-après
** : 1 mole de LiF (25.94 g) donnera 0.5 mole de Li2O dans le produit céramique soit 14.94 g
 
 
Diagramme ternaire Li2O.Al2O3.SiO2 (L.A.S) :
 
Le diagramme ternaire Li2O-Al2O3-SiO2 fournit d'importantes informations concernant les phases utiles pour la conception de vitro-céramiques.
 
Les vitro-céramiques sont des matériaux céramiques obtenus par un processus controlé de nucléation-croissance appliqué à une matrice vitreuse Ad hoc. Ces matériaux vitro-céramiques sont ceux qui ont été les plus largement exploités à cause de leurs coefficients de dilatation bas, nuls ou négatifs et aussi pour leur stabilité thermique et chimique.
 
Exemples :
- Le lithium entre dans les vitrocéramiques culinaires pour la cuisson qui vont sur la flamme (ex : les fameuses casseroles de verre ambré…).
- Le lithium est également utilisé pour les vitrocéramiques optiques destinées aux télescopes de haute précision car ils nécessitent un coefficient de dilatation linéaire extrêmement bas.
 
 

 

Diagramme de phases Li2O - Al2O3 - SiO2
avec indication des zones vitreuses en jaune,
des composés du lithium : P = Pétalite, R = Feldspath lithique, S = Spodumène, E = Eucryptite
et des zones à dilatations thermiques négatives I et II en vert.
 
 
 
La zone vitreuse dans ce système ternaire est traversée par celle des minéraux à coefficients de dilatation thermique faibles ou négatifs (points P, R, S, E des zones en vert). Les composés vitreux situés le long de la ligne Li2O-Al2O3-SiO2 présentent une aptitude à produire des cristallisations rapides en b-eucryptite et en b-spodumène.
 
 
 
Extraits de résumés de publications de V.G. AVETIKOV à propos de pâtes à porcelaine à base de spodumène :
 
 
"Le système ternaire Li2O-Al2O3-SiO2 (L.A.S.) contient de nombreux composés comme l'eucryptite (Li2O-Al2O3-2SiO2), le spodumène (Li2O-Al2O3-4SiO2), Le feldspath lithique (Li2O-Al2O3-6SiO2) et la pétalite (Li2O-Al2O3-8SiO2). Ces différents composés minéraux du lithium sont utilisables dans les céramiques."
 
"Plusieurs de ces composés, et notamment le spodumène, utilisés dans l'élaboration de pâtes céramiques par addition de matières argileuses et minérales donnent des dilatations thermiques très faibles, voire même négatives dans la gamme de température allant de 0 à 800°C."
 
=> C'est ce que l'on recherche avec les pâtes spéciales pour aller sur la flamme.
 
"Par exemple, lorsqu'on remplace la pegmatite ou le feldspath d'une porcelaine par du spodumène, le coefficient de dilation peut être abaissé de 2 à 3 fois par rapport à sa valeur dans un produit feldspathique."
 
"Sur des pâtes à porcelaine où Li2O a été ajouté à hauteur de 2%, les propriétés mécaniques et la résistance électrique des formes faites à base de spodumène approchent celles des porcelaines pour haut voltage (isolateurs haute tension). Le coefficient de dilatation thermique est plus bas (1.5 à 2.5 x10-6 °C-1) dans la plage de 0 à 200°C."
 
"Une attention particulière est à porter sur les conditions de refroidissement des produits après cuisson. Les pièces contenant environ 2% de Li2O qui refroidissent trop lentement ont des structures altérées et peu denses, leur dilatation est négative. V.G. AVETIKOV conclut que ceci est dû à des recristallisations d'aluminosilicates de lithium provoquées par un refroidissement trop lent."
"Pour obtenir des structures de porcelaine denses, la vitesse de refroidissement entre 1300°C et 1100°C doit être d'environ 300°C par heure. Dans ces conditions le coefficient de dilatation thermique reste positif. La vitesse de refroidissement en dessous de 1100°C n'affecte pas la qualité du tesson."
 
"La tendance à la recristallisation est directement liée à la teneur en Li2O."
"La résistance aux chocs thermiques des tessons denses (peu poreux) augmente avec le taux de Li2O."
 
 
 
Le lithium favorise la nucléation et la croissance dans les glaçures cristallines :
 
 
Le lithium est généralement introduit en faibles quantités de l'ordre de 1 à 2 % de Li2O dans ce type de glaçure.  
 
Au refroidissement, le lithium favorise la formation d'aluminosilicates cristallins et notamment la formation de spodumène à partir des ingrédients du flux vitreux. Ces nucléations permettent d'ensemencer plus rapidement la glaçure et améliorent son pouvoir cristallisant. Ces glaçures nécessitent un très bon contrôle du cycle de cuisson afin de passer à la phase de croissance avec précision. La reproductibilité de ce type de glaçure peut être assez difficile.
 
La croissance cristalline est influencée par le rôle actif du lithium qui abaisse la viscosité et la tension superficielle des glaçures cristallines(*).
 
Une glaçure plus fluide favorise une croissance plus rapide des cristaux. Elle permet une mobilité plus importante des éléments cristallisants et colorants et favorise leur migration.
 
La réduction de la tension superficielle de la glaçure favorise les cristaux à structures peu denses car ceux-ci se développent et s'orientent plus librement à la surface de la glaçure. Ils sont en quelque sorte "plus détendus"...
 
En résumé, avec le lithium une faible viscosité nourrit plus vite les cristaux et une tension superficielle plus basse favorise leur étalement peu dense en surface de la glaçure. Avec un temps de croissance adapté, une glaçure cristalline au lithium (Quelques % de Li2O) donnera assez facilement de très grands cristaux à textures diaphanes (effets "transparence" et "aile de libellule").
 
Il en est de même pour les autres types de glaçures dont la viscosité et la tension superficielle sont proches de celles au lithium.
 
Mais attention aux écoulements…
 
 
exemple de cristaux de silicates de zinc semi-translucides sur glaçure au lithium (2.5% Li2CO3)
 
(*) : Attention !! Il est question ici de glaçures cristallines, donc de glaçures à phases éthérogènes (vitreuses et cristallines). Les calculs de propriétés physiques appliqués aux verres purs, tels que ceux du coefficient de dilatation thermique, de la tension supeficielle, de l'élasticité, ne peuvent s'appliquer pour ces compositions.
 
 
Toxicité du lithium :
 
 
Voir l'article sur la toxicologie du lithium par E. Bastarache (Québec) : Lithium.htm
 
 
Exemples de glaçures à base de lithium :
 
 
 
 

GLAÇURES à base de lithium pour cône 04 (1060-1080°C) - Provenance : Edouard Bastarache (https://www.blogger.com/profile/10622613356744391469)

 
01 - Glaçure Vert Jade Cendré de Sorel

Recette de Edouard Bastarache

https://04glazes.blogspot.com/

Cuisson : cône orton 04
Les matières Nord Américaines ont été substituées par de matières Européennes

Cendres de bois dur lavées (chêne)

36

Feldspath mixte ICE10

14.5

Fritte Ferro 3134 (dispo en europe)

23

Kaolin

14.5

carbonate de lithium

12

Bentonite

2

Zircon (Silicate de zirconium)

15.5

Oxyde de cuivre noir

3.5

Glaçure brillante avec des zones microcristallines en surface (cristallisations de spodumène au refroidissement).

 
02 - Glaçure Bleu de Ginette (ma douce)

Recette de Edouard Bastarache

https://04glazes.blogspot.com/

Cuisson : cône orton 04
Les matières Nord Américaines ont été substituées par de matières Européennes

Cendres de bois dur lavées (chêne)

35

Feldspath mixte ICE10

14

Fritte Ferro 3134 (dispo en europe)

25

Kaolin

14

carbonate de lithium

12

Bentonite

2

Zircon (Silicate de zirconium)

15

Oxyde de cobalt noir

5

Glaçure brillante avec des zones microcristallines en surface (cristallisations de spodumène au refroidissement)
 
Richard Zakin dit qu'il ne faut pas mettre plus de 5% de Carbonate de Lithium (dans son logiciel Describ9) pcq. une fois appliquée, la glaçure sèche peut craquer et se détacher (to flake off). Nous avons vérifié cela et c'est vrai, alors il s'agit de frotter la glaçure pendant que le tesson est encore humide vu l'application récente de la couverte ; et ça marche.
Quand au Spodumène, c'est la même chose (to flake off). Il dit aussi de ne pas mettre plus de 35% de Spodumène.
 
GLAÇURES CRISTALLINES à base de lithium pour cône 6 (1220-1240°C) - Provenance : Base de données de John Sankey (https://www.johnsankey.ca/glazedata.html)
 

03 - Glaçure Cristalline Turquoise

Recette de Alisa Clausen

https://www.flickr.com/photos/glazes/

Cuisson : cône orton 6
Refroidissement : rapide jusqu'à 1100°C puis descente à 800°C à 80°C par heure

Feldspath potassique

36

Oxyde de zinc

24

Silice

15

Carbonate de calcium

13

carbonate de lithium

7

Kaolin

5

Rutile

5

Carbonate de cuivre

1

Glaçure brillante très fluide avec de grands cristaux verts et bleus. Ressemble à une vue aérienne des îles des Caraïbes. Les cristaux ont des structures claires comme des pierres précieuses

04 - Glaçure Cristalline Orange - Bleue

Recette de Alisa Clausen

https://www.flickr.com/photos/glazes/

Cuisson : cône orton 6
Refroidissement : rapide jusqu'à 1100°C puis descente à 800°C à 80°C par heure

Feldspath potassique

36

Oxyde de zinc

24

Silice

15

Carbonate de calcium

13

carbonate de lithium

7

Kaolin

5

Oxyde de nickel noir

1

Fond de glaçure orange à rouille avec de grands cristaux bleux lumineux et des centres bleus foncés. Les cristaux ont des structures claires comme des pierres précieuses.

 

GLAÇURES à base de lithium pour cône 9.5 (1280-1300°C) - Provenance : Edouard Bastarache (https://www.blogger.com/profile/10622613356744391469)
 

05 - Glaçure Shino blanc rouille

Recette de Edouard Bastarache

Cuisson : cône orton 9.5

Néphéline syénite

86

Kaolin

3

Silice

4

Kaolin

14

Alumine hydratée

3

carbonate de lithium

4

Bentonite

3

Glaçure blanche et rouille due à la terre qui contient du fer et du manganèse.
 
Le carbonate de lithium est ajouté pour contrecarrer les défauts de surface engendrés par l'excès de Néphéline/Syénite (Na2O).

06 - Glaçure Shino rouge brique

Recette de Edouard Bastarache

Cuisson : cône orton 9.5
Les matières Nord Américaines ont été substituées par de matières Européennes

Néphéline syénite

42

Feldspath mixte ICE10

44

Kaolin

11

carbonate de lithium

3

Bentonite

4

oxyde de fer rouge

2

Glaçure texturée rouge brique

 
 
 
 
 
 
 
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On this page : Lithium & Ceramics, by Smart2000 (translated by Edouard Bastarache)
 
 
LITHIUM & CERAMICS

by Smart2000

 
 
 This alkaline metal is the lightest of known metals (Li, atomic mass 6.941).
 
 
In ceramics it is found in the oxidized state, Li2O (molar mass 29.881
 
 
Classified as the 33th most abundant element on the planet, this metal is present in deposits coming from salt lakes, deposits of silicates (spodumene, petalite, lepidolite), of phosphates (amblygonite), of phyllosilicates coming from the modification of volcanic ash (ex: hectorite in California) and of borates like jadarite (Serbia).
 
Today the demand for this metal for the production of lithium-ion batteries used in data processing and telephony is enormous. Even if it is used rather little outside of ceramics its price currently beats records.
 
Lithium oxide, Li2O, is the most potent flux among alkaline oxides, one can classify it as follows: Li2O > Na2O > K2O. It is a very active flux which strongly decreases the viscosity of glazes. According to the proportions used, it lowers also the thermal dilatation coefficient of glazes and of ceramic bodies for high temperature.
 
 
In current ceramics lithium is useful :
 
- In flameware bodies intended to produce cooking pieces going directly on the flame (see also the article " Flameware " by Ron Probst on Smart.Conseil). Li2O reduces the thermal expansion and improves the properties of resistance to thermal shock.
 
- In glazes. Li2O, introduced from chemicals (carbonate of lithium, lithium fluoride) or natural mineral compounds (spodumene, petalite,…), is a powerful flux in particular when associated with potassium and sodium feldspars.
Its melting action begins at 750-780°C. It allows to strongly lower the viscosity of molten glazes. Used up to 1 to 2% it can reduce the maturation temperature of a glaze by 50 to 100°C.
In important additions (> 3%) it strongly reduces the thermal dilatation coefficient and can lead to shivering (shivering is the opposite of crazing). Lithium also improves the resistance to scratching.
 
 
As a general rule one uses lithium carbonate when one wants to introduce lithium alone into a glaze. The melting point of lithium carbonate is 723°C (in air).
Lithium carbonate is not very soluble (13.1 g. per liter of water at 20°C) contrary to other salts of alkaline elements. This solubility decreases with the rise in temperature.
 
 
 Solubility of lithium carbonate in water
 

 

The least soluble raw materials containing lithium are: lithium carbonate, lithium frits (rather rare alas…) and minerals such as spodumene, lithium feldspar, amblygonite and lepidolite.
 
In high temperature glazes, Li2O attacks silica and alumina of the shard, which allows the formation of an effective transition layer to lower the tensions of dilatation. That also makes it possible to make at equal temperature glazes with more silica and alumina, more stable and more resistant.
 
 
 
 
Molar factors of alkaline oxides for the calculation of the elasticity of multi-component glasses according to A.A Appen :
 
 
Li2O : 78.45 Gpa (ou 8 x 10-5 kgf/cm²)
Na2O : 58.35 GPa (ou 5.95 x 10-5 kgf/cm²)
K2O : 40.21 GPa (ou 4.1 x 10-5 kgf/cm²)
 
Li2O increases the elasticity modules of glazes (approximately twice as much as K2O).
 

 

Chart of natural and chemical compounds :
 
 
 

Mineral Compounds :

Chemical Formula
Li2O%
Al2O3%
SiO2%
Molar Mass

Aluminosilicates :

-

-

-

-

-

Eucryptite (E)*

Li2O.Al2O3.2SiO2
11.86
40.46
47.68
252 g

Spodumene (S)*

Li2O.Al2O3.4SiO2
8.03
27.40
64.57
372.16 g

Lithium Feldspar (R)*

Li2O.Al2O3.6SiO2
6.07
20.71
73.22
492.32 g

Petalite (P)*

Li2O.Al2O3.8SiO2
4.88
16.65
78.47
612.48 g

Other Minerals :

Chemical Formula
Empirical Formula
Li%
Molar Mass

Amblygonite

(Li,Na)Al(PO4)(F,OH)
Li0.75 Na0.25 Al(PO4) F0.75 (OH)0.25
3.44
147.90 g

Lepidolite

K(Li,Al)3(Si,Al)4 O10 (F,OH)2
KLi2AlSi4O10F(OH)
3.58
388,30 g

-

Chemical Compounds :

-Chemical Formula
Li2O%
CO2%
Li%
Molar Mass

Lithium carbonate

Li2CO3
40.44
59.56
18.74
73.89 g

Lithium fluoride

LiF**
-
-
26.75
25.94 g
 
* : See ternary diagram hereafter
** : 1 mole of LiF (25.94 g) will give 0.5 mole of Li2O in the ceramic product that is to say 14.94 g
 
 
 
Ternary diagram Li2O.Al2O3.SiO2 (L.A.S) :
 
The ternary diagram Li2O-Al2O3-SiO2 provides important information concerning the useful phases for the design of vitroceramics.
 
Vitroceramics are ceramic materials obtained by a controled process of nucleation-growth applied to an " Ad hoc " vitreous matrix. These vitroceramic materials are those which have been most largely used because of their low dilatation coefficients, null or negative and also for their thermal and chemical stability.
 
Examples :
- Lithium enters culinary vitroceramics for cooking which go on the flame (ex: famous pans of amber glass…).
- Lithium is also used for the optical vitroceramics intended for telescopes of utmost precision because they require an extremely low linear dilatation coefficient.
 
 

 

Phase diagrams Li2O - Al2O3 - SiO2
with indication of the vitreous zones in yellow,
of the lithium compounds P = Petalite, R = Lithium Feldspar, S = Spodumene, E = Eucryptite
and of the zones with negative thermal dilatations I and II in green
 

 

 
 
 
The vitreous zone in this ternary system is crossed by that of minerals with low or negative thermal dilatation coefficients (points P, R, S, E in the zones in green). The vitreous compounds located along the Li2O-Al2O3-SiO2 line present an aptitude to produce fast crystallizations in - eucryptite and in - spodumene.
 
 
 
Extracts of summaries of publications by V.G. AVETIKOV in connection with porcelain bodies containing spodumene :
 
 
" The ternary system Li2O-Al2O3-SiO2 (L.A.S.) contains many compounds like eucryptite (Li2O-Al2O3-2SiO2), spodumene (Li2O-Al2O3-4SiO2), lithium feldspar (Li2O-Al2O3-6SiO2) and petalite (Li2O-Al2O3-8SiO2). These various mineral compounds of lithium are usable in ceramic pieces."
 
" Several of these compounds, and in particular spodumene, used in the development of ceramic bodies by addition of argillaceous and mineral matters give very weak thermal dilatations, and even negative in the range of temperature going from 0 to 800°C."
 
=> This is what one seeks with the special bodies that go on the flame.
 
" For example, when one replaces pegmatite or feldspar of a porcelain body by spodumene, the coefficient of dilatation may be lowered by 2 to 3 times compared to its value in a feldspathic product."
 
" In porcelain bodies in which Li2O was added up to a total value of 2%, the mechanical properties and the electrical resistance of the shapes containing spodumene approach those of the porcelains for high voltage (high voltage insulators). The thermal dilatation coefficient is lower (1.5 to 2.5 x10-6 °C-1) in the range of 0 to 200°C."
 
" A special attention is to be paid to the conditions of cooling of the products after firing. The pieces containing approximately 2% Li2O which cool too slowly have altered structures and are not very dense, their dilatation is negative. V.G. AVETIKOV concludes that this is due to recrystallizations of lithium aluminosilicates caused by a too slow cooling."
 
" To obtain dense porcelain structures, the speed of cooling between 1300°C and 1100°C must be approximately 300°C per hour. Under these conditions the thermal dilatation coefficient remains positive. The speed of cooling under 1100°C does not affect the quality of the shard."  
 
" The tendency to recrystallize is directly related to the content in Li2O."
 
" The resistance to thermal shock of the dense shards (not very porous) increases with the amount of Li2O."
 
 
 
Lithium favors nucleation and growth in crystalline glazes :
 
 
Lithium is generally introduced in small quantities from 1 to 2% of Li2O in this type of glaze.  
 
Upon cooling, lithium favors the formation of crystalline aluminosilicates and in particular the formation of spodumene from the ingredients of the vitreous flow. These nucleations allow to sow the glaze more quickly and improve its crystallizing capacity.
These glazes require a very good control of the cycle of firing cooking in order to pass to the phase of growth with precision. The reproducibility of this type of glaze can be rather difficult.
 
The crystalline growth is influenced by the active role of lithium which lowers the viscosity and the surface tension of crystalline glazes (*).
 
A more fluid glaze favors a faster growth of the crystals. It allows a more important mobility of the crystallizing elements and colourants and favors their migration.
 
The reduction of surface tension of the glaze favors crystals with low density structures because these develop themselves and move more freely on the surface of the glaze. They are to some extent " more relaxed"…
 
In short, with lithium low viscosity more quickly nourishes the crystals and a lower surface tension favors their not very dense spreading out on the surface of the glaze. With a time of growth adapted, a crystalline glaze with lithium (a few % of Li2O) will rather easily give very large crystals with diaphanous textures. ("transparency" and "wings of dragonfly" effects ).
 
 
It is the same for the other types of glazes whose viscosity and surface tension are close to those with lithium.
 
But attention to glaze runs…
 
 
example of semi-translucent zinc silicate crystals on a glaze with lithium (2.5% Li2CO3)
 
 
(*) : Caution!! Here it is question of crystalline glazes, therefore of glazes with heterogeneous phases (vitreous and crystalline). Calculations of physical properties applied to pure glasses, such as those of the thermal dilatation coefficient, superficial tension, elasticity, cannot be applied to these compositions.
 
 
Toxicity of lithium :
 
 
See Edouard Bastarache's article on lithium (Québec) : Lithium.htm
 
 
Examples of lithium containing glazes :
 
 
 
 

CONE 04 Lithium Containing Glazes - (1060-1080°C) - From : Edouard Bastarache (https://www.blogger.com/profile/10622613356744391469)

 
01 - Sorel Jade Green Glaze

Recipe by Edouard Bastarache

https://04glazes.blogspot.com/

Firing: Orton cone 04
North American raw materials were substituted for by European ones.

Washed hardwood ash (Oak)

36

Mixed Feldspar ICE10

14.5

Ferro Frit 3134 (available in Europe)

23

Kaolin

14.5

Lithium carbonate

12

Bentonite

2

Zircon (Zirconium silicate)

15.5

Black copper oxide

3.5

Shiny glaze with areas of surface microcrystals (spodumene crystallizations at the time of cooling).

 
02 - Ginette's Blue Glaze (My wife)

Recipe by Edouard Bastarache

https://04glazes.blogspot.com/

Firing : Orton cone 04
North american raw materials were substitued for european ones.

Washed hardwood ash (oak)

35

Mixed feldspar ICE10

14

Ferro frit 3134 (available in Europe)

25

Kaolin

14

Lithium carbonate

12

Bentonite

2

Zircon (Zirconium silicate)

15

Black cobalt oxide

5

Shiny glaze with areas of surface microcrystals (spodumene crystallizations at the time of cooling).
 
Richard Zakin says that we should not put more than 5% Lithium Carbonate in a glaze (in his software Describ9) because once applied, the dry glaze can crack and flake off.
 
We checked that and it is true, then the trick is to rub the glaze while the shard is still wet considering the recent application of the glaze; and it works.
As for Spodumene, it is the same thing (to flake off). He also says not to put more than 35% Spodumene.
 
 
LITHIUM CRYSTALLINE Glaze for Cone 6 (1220-1240°C) - From John Sankey's database (https://www.johnsankey.ca/glazedata.html)  
 

03 - Turquoise Crystalline Glaze

Recipe by Alisa Clausen

https://www.flickr.com/photos/glazes/

Firing : cône cone 6
Cooling : fast down to 1100°C then lowering to 800°C at 80°C per hour

Potassium feldspar

36

Zinc oxide

24

Silica

15

Calcium carbonate

13

Lithium carbonate

7

Kaolin

5

Rutile

5

Copper carbonate

1

Shiny very fluid glaze with large green and blue crystals.Looks like an aerial view of the Caribbean islands. The crystals have clear structures like gems.

04 - Orange - Blue Crystalline Glaze

Recipe by Alisa Clause

 

https://www.flickr.com/photos/glazes/

Firing : Orton cone 6
Cooling : fast down to 1100°C then down to 800°C at 80°C per hour.

Potassium feldspar

36

Zinc oxide

24

Silica

15

Calcium carbonate

13

Lithium carbonate

7

Kaolin

5

Black nickel oxide

1

Orange to rusty glqze background with large luminous blue crystals and dark blue centers. The crystals have clear structures like gems.

 

GLAZES containing lithium for cone 9.5 (1280-1300°C) - From : Edouard Bastarache (https://www.blogger.com/profile/10622613356744391469)
 

05 - White-Rusty Shino glaze

Recipe by Edouard Bastarache

Firing : Orton cone 9.5 in reduction

Nepheline syenite

86

Kaolin

3

Silica

4

Alumina hydrate

3

Lithium carbonate

4

Bentonite

3

White and rusty glaze due to the clay containing iron.

Lithium carbonate is added to thwart the surface flaws generated by the excess of Nephelite/Syenite (Na2O).

06 - Brick Red Shino

Recipe by Edouard Bastarache

Firing : Orton cone 9.5 in reduction

The North American raw materials were substituted for by European ones.

Nepheline syenite

42

Mixed Feldspar ICE10

44

Kaolin

11

Lithium carbonate

3

Bentonite

4

Red iron Oxide

2

Textured brick red glaze

 
 
 
 
 
 
 
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