{"id":26152,"date":"2020-03-02T09:00:02","date_gmt":"2020-03-02T09:00:02","guid":{"rendered":"https:\/\/mineralmilling.com\/verre-oxyde-et-reduit-colorants-et-plus\/"},"modified":"2020-03-02T11:55:15","modified_gmt":"2020-03-02T11:55:15","slug":"verre-oxyde-et-reduit-colorants-et-plus","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/mineralmilling.com\/fr\/verre-oxyde-et-reduit-colorants-et-plus\/","title":{"rendered":"Verre oxyd\u00e9 et r\u00e9duit, colorants et plus"},"content":{"rendered":"

\n\tVerre oxyd\u00e9 et r\u00e9duit, colorants et plus<\/b>\n\t<\/h1>\n

\n\tIntroduction au verre color\u00e9\n\t<\/h2>\n\t
\n Le verre<\/a>
\n<\/u> est un solide amorphe compos\u00e9 principalement de dioxyde de silicium (SiO2<\/sub>, silice) aux c\u00f4t\u00e9s d\u2019additifs pour moduler la couleur, la r\u00e9sistance et la performance thermique du produit. Pour atteindre une certaine couleur de verre, divers compos\u00e9s m\u00e9talliques de transition peuvent \u00eatre ajout\u00e9s. Le verre color\u00e9 existe depuis au moins l\u2019\u00e9poque romaine, lorsque le verre datant du IVe si\u00e8cle en Galil\u00e9e avait des couleurs allant du bleu p\u00e2le au vert en passant par l\u2019ambre – avec les couleurs provenant d\u2019un chromophore sulfur\u00e9 de fer(1).\n

Les lunettes oxyd\u00e9es et r\u00e9duites sont des termes qui sont souvent utilis\u00e9s mais peu compris. En bref, divers additifs \u00e0 base de soufre peuvent \u00eatre utilis\u00e9s dans la fabrication du verre, et si le soufre est dans un \u00e9tat oxyd\u00e9 comme un sulfure, alors le verre est appel\u00e9 \u00abverre oxyd\u00e9\u00bb. Inversement, le \u00ab verre r\u00e9duit \u00bb est lorsque le soufre est pr\u00e9sent \u00e0 l\u2019\u00e9tat r\u00e9duit, comme le sulfate. La d\u00e9notation r\u00e9duite\/oxyd\u00e9e ne se rapporte pas du tout \u00e0 la teneur en silice du verre.<\/p>\n

La couleur du verre est d\u00e9termin\u00e9e par la concentration, l\u2019identit\u00e9 et l\u2019\u00e9quilibre redox des compos\u00e9s et des contre-ions de soufre (les m\u00e9taux de transition susmentionn\u00e9s, y compris le fer, par exemple), la manipulation de cet \u00e9quilibre donne lieu \u00e0 diff\u00e9rentes couleurs dans la fonte et donc le produit final(2).<\/p>\n

Cet article ne traitera que des lunettes de silicate.<\/p>\n

\n\tPourquoi le verre est-il color\u00e9?\n\t<\/h2>\n\t

Le verre peut \u00eatre color\u00e9 pour diverses raisons, allant de l\u2019exigence d\u2019une teinte distincte pour mieux pr\u00e9senter ou annoncer un produit, \u00e0 fournir au contenu du verre une protection contre les rayons ultraviolets, en plus de fins purement d\u00e9coratives. Le verre color\u00e9, comme on le pense dans le sens traditionnel, est principalement utilis\u00e9 uniquement pour le verre de r\u00e9cipient, mais certains additifs au verre de plaque ont \u00e9t\u00e9 employ\u00e9s au cours des ann\u00e9es qui modulent la couleur de clair toujours si l\u00e9g\u00e8rement.<\/p>\n\t\t\t\t\"bouteilles\n

\n\tVerre ambre \/ brun\n\t<\/h2>\n\tLa teinte caract\u00e9ristique du verre ambr\u00e9, que l\u2019on trouve partout, des bouteilles de bi\u00e8re aux pots de m\u00e9dicaments, est due au chromophore ambr\u00e9. Ce chromophore est compos\u00e9 de fer ferrique, Fe3 ,<\/sup>coordonn\u00e9 t\u00e9trad\u00e9raedrally par trois ligands d\u2019oxyg\u00e8ne et un seul sulfure. L\u2019\u00e9quilibre redox est donc crucial: pour r\u00e9duire un environnement et il peut y avoir suffisamment de fer ferrique (comme il a \u00e9t\u00e9 converti en fer ferreux) et l\u2019exc\u00e8s de sulfure; si l\u2019environnement est trop oxydant, il y aura un exc\u00e8s de fer ferrique et un sulfure insuffisant. Il est imp\u00e9ratif de conna\u00eetre l\u2019\u00e9quilibre entre ferreux et ferrique dans la fonte, l\u2019atmosph\u00e8re \u00e0 l\u2019int\u00e9rieur et au-dessus de la fonte et le rapport entre les compos\u00e9s sulfur\u00e9s. En plus des composants physiques, la temp\u00e9rature de la fonte elle-m\u00eame peut avoir un impact sur la couleur et la transmission du verre ambr\u00e9(3). Dans de nombreux cas, une coloration ambr\u00e9e plus fonc\u00e9e peut \u00eatre obtenue avec un petit ajout
\n d\u2019oxyde<\/a>
\n<\/u> de cuivre \u00e0 la fonte.\n\t\t\t\t\"bouteilles\n\t\t\t\t\"bouteilles\n

\n\tOxyde de fer rouge\n\t<\/h2>\n\tL\u2019avantage d\u2019utiliser
\n l\u2019oxyde<\/a>
\n<\/u> de fer comme pigment est qu\u2019il ajoute une coloration ambr\u00e9e, \u00e0 partir du chromophore de fer ambre susmentionn\u00e9, mais il n\u2019ajoute pas d\u2019autres composants \u00e0 la fonte. Il s\u2019agit d\u2019un additif oxydant, et donc d\u00e9placer le nombre de redox vers le c\u00f4t\u00e9 oxydatif, associ\u00e9 \u00e0 des verres de couleur ambre et brun. L\u2019oxyde de fer est couramment utilis\u00e9 pour augmenter la teneur en fer dans les verres d\u00e9ficients en fer, tels que ceux qui peuvent parfois se produire avec la pyrite.\n

\n\tPyrite\n\t<\/h2>\n\t

La pyrite est l\u2019un des minerais de fer les plus courants, et c\u2019est donc une source relativement peu co\u00fbteuse de fer pour la verrerie. En tant que pigment, la pyrite est ajout\u00e9e \u00e0 la fonte du verre pour produire et la coloration ambr\u00e9e(4), et son utilisation fournit au verre une r\u00e9sistance au rayonnement ultraviolet, absorbant efficacement la lumi\u00e8re dans le r\u00e9gime de sous-450 nm. Cela rend le verre ambre pyrite particuli\u00e8rement bien adapt\u00e9 aux denr\u00e9es alimentaires, aux m\u00e9dicaments et aux produits chimiques de laboratoire. Contrairement \u00e0 l\u2019oxyde de fer, la pyrite est d\u00e9crite comme un additif r\u00e9ducteurs.<\/p>\n

\n\tVerre vert\n\t<\/h2>\n\tLe verre vert est l\u2019autre choix de couleur le plus populaire pour le verre, principalement comme un verre de r\u00e9cipient pour des bi\u00e8res, des vins et de l\u2019eau p\u00e9tillante. Le fer et le chrome sont principalement responsables de la coloration verte, et en utilisant de la
\n farine chrom\u00e9e (poudre de chromite, chromite<\/a>
\n<\/u> de fer) et de la
\n pyrite<\/a>
\n<\/u> de fer en concert, une grande vari\u00e9t\u00e9 de teintes de vert peut \u00eatre produite, du vert \u00e9meraude jusqu\u2019aux couleurs de feuille morte ou de feuilles mortes.\n

Le vert g\u00e9orgien (la fameuse teinte associ\u00e9e aux bouteilles de Coca-Cola) et le vert \u00e9meraude sont produits selon des m\u00e9thodes d\u2019oxydation, \u00e0 l\u2019aide de la pyrite et de la chromite, alors que toutes les autres nuances de vert sont g\u00e9n\u00e9ralement fabriqu\u00e9es selon des m\u00e9thodes de r\u00e9duction. Jusqu\u2019\u00e0 six kilogrammes de chromite par tonne m\u00e9trique de sable sont utilis\u00e9s pour le verre vert \u00e9meraude(5). L\u2019utilisation de farine de chrome est pr\u00e9f\u00e9rable \u00e0 l\u2019ancienne m\u00e9thode d\u2019atteindre ces niveaux \u00e9lev\u00e9s d\u2019oxydation, dichromate de potassium. Le dichromate de potassium est toxique et donc dangereux \u00e0 manipuler.<\/p>\n\t\t\t\t\"Qu'est-ce\n\t

Pour le vert de la G\u00e9orgie, une quantit\u00e9 de chromite pas plus de 10 de ce qui serait utilis\u00e9 pour le verre vert \u00e9meraude est utilis\u00e9. Le verre color\u00e9 Feuille morte est un autre hybride pyrite-chromite, o\u00f9 la farine chrom\u00e9e et la pyrite sont utilis\u00e9es dans un rapport de 1:2 (soit 1 kg de farine chrom\u00e9e et 2 kg de pyrite par tonne m\u00e9trique de sable).<\/p>\n\t\t\t\t\"Bouteilles\n\t

Il convient de noter l\u2019histoire de la chromite en tant que pigment de verre, apparaissant en 1849, une cinquantaine d\u2019ann\u00e9es apr\u00e8s qu\u2019il a \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9 comme pigment de gla\u00e7age. La nature de la chromite en tant que mat\u00e9riau r\u00e9fractaire l\u2019emp\u00eachait quelque peu de l\u2019utiliser dans les verres, mais l\u2019\u00e9quilibre optimal de la taille et de la temp\u00e9rature de mouture assurait son adoption plus large(6).<\/p>\n

\n\tLunettes bleues, rouges et noires\n\t<\/h2>\n\t

Le verre opaque rouge a \u00e9t\u00e9 employ\u00e9 depuis l\u2019\u00e9poque \u00e9gyptienne, et depuis lors d\u00e9velopp\u00e9 dans la Grande-Bretagne de l\u2019\u00e2ge de fer, il a \u00e9t\u00e9 la plupart du temps form\u00e9 par le verre form\u00e9 une fois dop\u00e9 avec le cuivre collo\u00efdal, et plus tard avec l\u2019oxyde de plomb(7,8). Dans la verrerie contemporaine, le cuivre collo\u00efdal et le plomb ne sont pas utilis\u00e9s, mais plut\u00f4t leurs oxydes.<\/p>\n

Lorsqu\u2019ils sont ajout\u00e9s \u00e0 la fonte du verre, les compos\u00e9s de cuivre forment un \u00e9quilibre qui diff\u00e8re selon qu\u2019il est dans des conditions oxydatives ou r\u00e9ductrices. Un environnement oxydatif \u00e9tablira unsyst\u00e8me<\/sup> Cu2-Cu,<\/sup>qui donne lieu \u00e0 une coloration bleue semblable au sulfate de cuivre; alors que dans des conditions de r\u00e9duction, un syst\u00e8meCu<\/sup>-Cu0<\/sup> sera \u00e9tabli, donnant une coloration rouge rubis. L\u2019ion Cu0<\/sup> n\u2019a pas de coloration(9). L\u2019oxyde de cuivre lui-m\u00eame est un dopant oxydant, et l\u2019ajouter en quantit\u00e9 suffisante produira du verre noir. Peut-\u00eatre le plus visuellement attrayant de tous les verres est la couleur bleu profond offerte par l\u2019ajout d\u2019oxyde de cobalt, CoO, \u00e0 la fonte(10).<\/p>\n\t\t\t\t\"bouteilles\n\t

Le verre de couleur rouge profond peut \u00e9galement \u00eatre atteint avec l\u2019ajout de s\u00e9l\u00e9niure de cadmium alors que l\u2019oxyde de mangan\u00e8se peut \u00eatre inclus dans la fonte(11), ce qui se traduira par des teintes violettes\/violettes, bien que les verres dop\u00e9s au mangan\u00e8se aient tendance \u00e0 ne pas \u00eatre tr\u00e8s r\u00e9sistants aux ultraviolets.<\/p>\n

\n\tQuantifier les additifs: le num\u00e9ro redox du lot\n\t<\/h2>\n\t

Les verriers \u00e0 l\u2019\u00e9chelle ont tendance \u00e0 utiliser un terme appel\u00e9 le \u00abnum\u00e9ro redox de lot\u00bb pour d\u00e9terminer les ingr\u00e9dients n\u00e9cessaires pour une certaine couleur de verre, qui est largement un indicateur de la fa\u00e7on dont la r\u00e9duction ou l\u2019oxydage d\u2019une fonte est. Les nombres de Redox sont calcul\u00e9s pour la somme de tous les composants actifs redox dans la fonte en additionnant le facteur redox multipli\u00e9 par la composante de fraction de masse par deux tonnes m\u00e9triques de sable, pour chaque composant. Une attention particuli\u00e8re doit \u00eatre accord\u00e9e \u00e0 l\u2019utilisation du cullet – un remplisseur – qui contient souvent de grandes quantit\u00e9s de mati\u00e8res organiques (r\u00e9duction), ce qui pourrait facilement jeter un calcul de redox par lots. En outre, le redox du verre est \u00e9galement influenc\u00e9 par les conditions \u00e0 l\u2019int\u00e9rieur du four, telles que la temp\u00e9rature et la fa\u00e7on dont l\u2019oxydage de l\u2019atmosph\u00e8re est. Il est donc essentiel de s\u2019assurer que seuls des additifs de haute puret\u00e9 et de haute qualit\u00e9 sont utilis\u00e9s.<\/p>\n

En r\u00e8gle g\u00e9n\u00e9rale, et surtout dans le cas du verre contenant du fer (qui est le colorant en verre le plus utilis\u00e9): un num\u00e9ro redox entre 20 et 0 produira du verre incolore, entre 0 et -15 produira du verre vert, entre -15 et -25 produira ‘feuille’ verre et entre -20 et -30 produira de l\u2019ambre. Pour le verre dop\u00e9 de fer, ces valeurs, \u00e0 mesure qu\u2019elles diminuent, correspondent \u00e0 un ratio plus \u00e9lev\u00e9 de F2 \u00e0<\/sup> Fe 3 (c\u2019est-\u00e0-dire plus de r\u00e9duction).<\/sup><\/p>\n\t\t\t\t\"une\n

\n\tImpacts sur les processus de fabrication\n\t<\/h2>\n\t

En bref, le verre de r\u00e9cipient est fait en faisant fondre ensemble des mati\u00e8res premi\u00e8res dans un four pour produire une fonte, la fonte est alors raffin\u00e9e, form\u00e9e et annealed. Les processus de finition cycliques peuvent se produire entre et apr\u00e8s la formation et l\u2019annexion des \u00e9tapes. Annealing est la technique utilis\u00e9e pour \u00e9liminer les points de stress dans le verre(12). Ce processus est globalement le m\u00eame pour le verre de plaque, cependant la mise en forme est remplac\u00e9e par un sch\u00e9ma de dessin et de roulement.<\/p>\n

En r\u00e8gle g\u00e9n\u00e9rale, un redox inf\u00e9rieur (c.-\u00e0-d. un environnement plus r\u00e9ducteur) permet un meilleur raffinage et que le four fonctionnera \u00e0 une temp\u00e9rature plus basse, ce qui procure des avantages \u00e9conomiques et environnementaux(13). <\/b>En outre, un redox inf\u00e9rieur signifie qu\u2019il y aura moins de sulfate, ce qui signifie \u00e0 son tour un verre mieux raffin\u00e9.<\/p>\n

D\u00e8s 1942, on savait que l\u2019ajout de petites quantit\u00e9s d\u2019oxyde de fer \u00e0 la fonte a entra\u00een\u00e9 une augmentation de l\u2019efficacit\u00e9 du processus dans le four. Il a \u00e9t\u00e9 th\u00e9oris\u00e9 que l\u2019acc\u00e9l\u00e9ration du taux de fonte est due \u00e0 la pr\u00e9sence du fer provoquant une meilleure conductivit\u00e9 thermique dans l\u2019ensemble de la fonte(14). L\u2019ajout de compos\u00e9s \u00e0 la fonte doit \u00eatre fait avec beaucoup de soin, car une baisse de temp\u00e9rature pourrait provoquer une d\u00e9vitrification – c\u2019est-\u00e0-dire la cristallisation du verre fondu(15).<\/p>\n

L\u2019anthracite et le feldspath sont des additifs courants \u00e0 la fonte, chacun modulant les propri\u00e9t\u00e9s de la fonte :<\/p>\n\t\t\t\t\"diff\u00e9rentes\n

\n\tAnthracite \/ Carbone\n\t<\/h2>\n\t

L\u2019anthracite n\u2019est pas un pigment de verre \u00e0 part enti\u00e8re, mais il est souvent utilis\u00e9 aux c\u00f4t\u00e9s de compos\u00e9s de fer et de sulfure de fer pour am\u00e9liorer les propri\u00e9t\u00e9s du verre, en fournissant des couleurs jaunes\/ambres. L\u2019ajout d\u2019anthracite module le redox global en faveur de la r\u00e9duction, ce qui peut avoir un impact sur le niveau de coloration. On sait que l\u2019anthracite peut \u00e9liminer les imperfections caus\u00e9es par les gaz dans la fonte, et peut abaisser la temp\u00e9rature de la fonte lorsqu\u2019il est utilis\u00e9 avec des pigments de chrome et de mangan\u00e8se(16).<\/p>\n

\n\tFeldspath\n\t<\/h2>\n\t
\n Feldspath<\/a>
\n<\/u> en termes de verrerie est appel\u00e9 un \u00abflux\u00bb, c\u2019est-\u00e0-dire, il r\u00e9duit le point de fusion d\u2019un solide. Son inclusion peut signifier une exigence de temp\u00e9rature plus faible dans la fonte. Les flux sont largement utilis\u00e9s dans l\u2019ensemble des industries du verre et de la c\u00e9ramique pour leur capacit\u00e9 \u00e0 promouvoir la liqu\u00e9faction compl\u00e8te (17). En outre, le feldspath peut se permettre le verre propri\u00e9t\u00e9s souhaitables telles que la duret\u00e9 accrue, la durabilit\u00e9 et la r\u00e9sistance chimique(18).\n\t\t\t\t\"verre\n

\n\tSommaire\n\t<\/h2>\n\t

La couleur du verre color\u00e9 est d\u00e9termin\u00e9e par l\u2019identit\u00e9 des additifs, leurs compositions et l\u2019\u00e9quilibre redox dans la fonte<\/p>\n

La pyrite et lachromite sont en grande partie responsables des couleurs ambr\u00e9es et vertes respectivement, avec des bleus et des rouges fournis par des compos\u00e9s de cuivre, entre autres<\/p>\n

<\/p>\n

L\u2019\u00e9quilibreredox et d\u2019autres additifs tels que le feldspath et l\u2019anthracite ont un impact sur le processus de fabrication global et la performance finale du verre<\/p>\n\t\t\t\t\"copper_oxide\"\n\t\t\t\t\"poudre\n\t\t\t\t\"Poudre\n\t\t\t\t\"Farine\n\t\t\t\t\"Feldspath\"\n\t

R\u00e9f\u00e9rences<\/strong><\/p>\n

1 J. W. H. Schreurs et R. H. Brill, Arch\u00e9om\u00e9trie<\/em>, 1984<\/strong>, 26, 199<\/p>\n

2 K. Nassau, MRS Proc.<\/em>, 1985<\/strong>, 61, 427<\/p>\n

3 W. L. Spix et F. R. Bacon, J. Am. Ceram. Soc., <\/em> 1953<\/strong>, 36, 377<\/p>\n

4 W. A. Weyl, Coloured Glasses<\/em>, Society of Glass Technology, Sheffield, 1951<\/p>\n

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11 Us Patent US3830639A, 1972, expir\u00e9<\/p>\n

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13 A. Hubert et coll.<\/em>, Impact of Redox in Industrial Glass Melting and Importance of Redox Control<\/em> in 77th Conference on Glass Problems<\/em>, Columbus, 2017<\/p>\n

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15 B. ‘zmirlio\u2019lu et ‘. Yilmaz J. Chem. Tech. Metall.<\/em>, 2015<\/strong>, 50, 404<\/p>\n

16 A. Koroviakovskii, th\u00e8se de ma\u00eetrise, Universit\u00e9 de technologie de Lappeenranta, 2016<\/p>\n

17 R. A. Obstier et M. Epplier, Understanding Glazes<\/em>, The American Ceramic Society, Westerville, \u00c9tats-Unis, 2005<\/p>\n

18 A. O. Tanner, Feldspar and Nepheline Syenite, 2015 Minerals Yearbook<\/em>, United States Geological Survey, Reston, \u00c9tats-Unis, 2015<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Les id\u00e9es de verre color\u00e9 et de verres oxyd\u00e9s par rapport aux verres r\u00e9duits vont de pair – le choix des additifs dans le processus de verrerie a des impacts profonds sur la couleur, ainsi que sur le processus de fabrication lui-m\u00eame.<\/p>\n","protected":false},"author":5,"featured_media":25767,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"inline_featured_image":false,"_jetpack_newsletter_access":"","_jetpack_dont_email_post_to_subs":false,"_jetpack_newsletter_tier_id":0,"_jetpack_memberships_contains_paywalled_content":false,"_jetpack_feature_clip_id":0,"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":"","jetpack_post_was_ever_published":false},"categories":[747],"tags":[],"class_list":["post-26152","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-verre-blog"],"yoast_head":"\nVerre oxyd\u00e9 et r\u00e9duit, colorants et plus - African Pegmatite<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Les id\u00e9es de verre color\u00e9 et de verres oxyd\u00e9s par rapport aux verres r\u00e9duits vont de pair - 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