{"id":8855,"date":"2022-03-04T11:44:44","date_gmt":"2022-03-04T11:44:44","guid":{"rendered":"https:\/\/www.le-blog-du-bol.fr\/?p=8855"},"modified":"2024-06-27T14:36:21","modified_gmt":"2024-06-27T14:36:21","slug":"le-coefficient-de-dilatation-thermique-en-ceramique","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/le-bol.fr\/blog\/le-coefficient-de-dilatation-thermique-en-ceramique\/","title":{"rendered":"Le coefficient de dilatation thermique en c\u00e9ramique"},"content":{"rendered":"\n

La pratique de la c\u00e9ramique nous confronte r\u00e9guli\u00e8rement \u00e0 des notions de chimie, de physique et de maths, en particulier avec les \u00e9maux. Apr\u00e8s le taux de retrait de l’argile<\/a><\/strong> et la densit\u00e9 de l’\u00e9mail<\/a><\/strong>, nous voil\u00e0 avec un nouveau concept \u00e0 ma\u00eetriser : le coefficient de dilatation thermique<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

Lorsque nous choisissons une gla\u00e7ure pour notre terre, 2 points sont \u00e0 surveiller. Nous devons v\u00e9rifier la compatibilit\u00e9 de la temp\u00e9rature de cuisson entre la terre et l’\u00e9mail<\/strong>. Et Il faut \u00e9galement prendre en compte le coefficient de dilatation thermique<\/strong>, une notion souvent oubli\u00e9e.<\/p>\n\n\n\n

Nous allons voir dans cet article ce que repr\u00e9sente ce coefficient <\/strong>, o\u00f9 trouver ces donn\u00e9es <\/strong>et quels probl\u00e8mes peut engendrer une incompatibilit\u00e9 <\/strong>entre les coefficients thermiques de l’\u00e9mail et de la terre.<\/p>\n\n\n\n

Si tu es d\u00e9butant, je te conseille de suivre la formation gratuite \u00ab\u00a0D\u00e9buter avec les \u00e9maux<\/strong><\/a>\u00ab\u00a0.<\/p>\n\n\n\n

Qu\u2019est-ce que le coefficient de dilatation thermique ?<\/h2>\n\n\n\n

Ce coefficient mesure la dilatation thermique d\u2019un mat\u00e9riau. Lorsqu’une mati\u00e8re est expos\u00e9e \u00e0 de la chaleur, ses dimensions varient, elle se dilate ou se contracte. Cette variation des dimensions du mat\u00e9riau lorsque celui-ci subit une variation de temp\u00e9rature se mesure gr\u00e2ce \u00e0 ce coefficient.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Plus le coefficient de dilatation thermique<\/a><\/strong> est \u00e9lev\u00e9, plus grande est la variation du mat\u00e9riau avec la temp\u00e9rature. <\/p>\n\n\n\n

Sa formule est : variation de longueur (en mm) = coef de dilatation * longueur initiale * variation de temp\u00e9rature. On l\u2019exprime en \u00b0K-1 ou \u00b0C-1.<\/p>\n\n\n\n

Pour te donner une id\u00e9e, sache que le coefficient moyen de dilatation thermique est situ\u00e9 entre 40.10-7 K-1 et 180.10-7 K-1. Oui, tu ne retiendras pas ces chiffres… Mais ce n’est pas le principal, l’id\u00e9e \u00e0 retenir est la suivante :<\/p>\n\n\n\n

La bonne adh\u00e9rence de l\u2019\u00e9mail avec le tesson est d\u00e9termin\u00e9e par un accord entre le coefficient de dilatation thermique de l\u2019\u00e9mail et celui de la terre.<\/strong> On dit que le coefficient de dilatation thermique de l\u2019\u00e9mail doit \u00eatre \u00e9gal ou l\u00e9g\u00e8rement inf\u00e9rieur \u00e0 celui du tesson, jusqu’\u00e0 15%. <\/p>\n\n\n\n

Par exemple, une terre qui a un coefficient de dilatation thermique de 60 * 10-7 supportera un \u00e9mail ayant un coefficient de dilatation thermique entre 60 * 10-7 et 51 * 10-7. En pratique, la fourchette peut s’av\u00e9rer un peu plus large en fonction de la terre et de l’\u00e9mail utilis\u00e9, \u00e0 toi de tester !<\/p>\n\n\n\n

\"emaux<\/figure>\n\n\n\n

Dilatation thermique et courbe de cuisson<\/h2>\n\n\n\n

Sous l’effet de la chaleur, la terre se dilate<\/strong>. Elle se contracte ensuite dans les m\u00eames proportions en se refroidissant. L’\u00e9mail est soumis au m\u00eame ph\u00e9nom\u00e8ne pendant la cuisson.<\/p>\n\n\n\n

La gla\u00e7ure fond pendant la cuisson lorsque la temp\u00e9rature est \u00e9lev\u00e9e. Lorsqu’elle est \u00e0 l\u2019\u00e9tat mou ou fluide, elle supporte tr\u00e8s bien les tensions. Les probl\u00e8mes de compatibilit\u00e9 apparaissent lorsque la gla\u00e7ure durcit \u00e0 nouveau \u00e0 partir d’environ 500\u00b0C<\/strong>. A cette temp\u00e9rature, elle s’est li\u00e9e au tesson. Si sa dilatation entre 500\u00b0C et 20\u00b0C est trop diff\u00e9rente de celle du tesson, elle se fissurera.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Lorsque tu rencontre ces probl\u00e8mes, pour limiter les tensions entre terre et \u00e9mail, il faut que la descente en temp\u00e9rature de ton four soit progressive. Si ton four refroidit trop vite, et si tu as un programmateur adapt\u00e9, contr\u00f4le la descente surtout entre 300 et 200\u00b0C.<\/p>\n\n\n\n

D\u00e9fauts li\u00e9s \u00e0 un mauvais coefficient de dilatation thermique<\/h2>\n\n\n\n

Plus la couche d’\u00e9mail va \u00eatre \u00e9paisse, moins elle sera \u00e9lastique et plus l’impact d’un coefficient de dilatation thermique non ad\u00e9quat sera important. <\/strong>Nous allons maintenant voir les cons\u00e9quences en cas de coefficients incompatibles : <\/p>\n\n\n\n

Si le coefficient de dilatation de la gla\u00e7ure est trop sup\u00e9rieur \u00e0 celui du tesson<\/h3>\n\n\n\n

L’\u00e9mail se contracte davantage que la terre en refroidissant. Il a du mal \u00e0 recouvrir la surface de la pi\u00e8ce, des tensions naissent dans la gla\u00e7ure. On verra appara\u00eetre du tressaillage<\/strong> \u00e0 la surface de l’\u00e9mail.<\/p>\n\n\n\n

Le tressaillage se pr\u00e9sente sous la forme de fines f\u00ealures dans l’\u00e9paisseur de l’\u00e9mail <\/strong>qui suivent une distribution en forme d’\u00e9toiles ou de spirales. Il est possible d’entendre le tressaillage<\/strong> \u00e0 la sortie d’une pi\u00e8ce du four, il produit de petits cr\u00e9pitements<\/strong>, plut\u00f4t jolis d’ailleurs. Ces micro fissures constituent un d\u00e9faut majeur pour les pi\u00e8ces utilitaires car les liquides pourront p\u00e9n\u00e9trer jusqu’au tesson gr\u00e2ce \u00e0 elles. Le tressaillage rend les pi\u00e8ces poreuses.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n
\"tressaillage<\/figure>\n\n\n\n

Si la gla\u00e7ure a un coefficient de dilatation trop inf\u00e9rieur \u00e0 celui du tesson<\/h3>\n\n\n\n

La pi\u00e8ce r\u00e9tr\u00e9cit trop, il n’y a plus assez de place en surface pour l’\u00e9mail. Il ne peut pas bien adh\u00e9rer au tesson. Cela peut engendrer de l\u2019\u00e9caillage<\/strong>, c\u2019est \u00e0 dire que des parties d\u2019\u00e9mail se d\u00e9collent de la pi\u00e8ce.<\/p>\n\n\n\n

Lorsqu’il s’\u00e9caille, l’\u00e9mail se soul\u00e8ve par petites surfaces fines<\/strong>, il peut m\u00eame se d\u00e9coller du tesson. L’\u00e9caillage apparait en priorit\u00e9 sur les bords ou les zones bomb\u00e9es. Il peut ne pas \u00eatre visible mais provoquer des zones de fragilit\u00e9s de l’\u00e9mail. Suite \u00e0 des chocs, l’\u00e9caillage peut se produire de mani\u00e8re subite. La zone \u00e9caill\u00e9e est poreuse.<\/p>\n\n\n\n

\"\u00e9caillage\"<\/figure>\n\n\n\n
\"ecaillage<\/figure>\n\n\n\n

Si l\u2019\u00e9mail est dispos\u00e9 seulement sur un c\u00f4t\u00e9 des parois<\/h3>\n\n\n\n

Ces diff\u00e9rences de coefficient de dilatation thermique peuvent cr\u00e9er des tensions sur la paroi sans forcement impacter l’\u00e9mail. La terre peut y r\u00e9pondre en se d\u00e9formant. Une paroi droite deviendra concave ou bomb\u00e9e <\/strong>pour supporter les tensions. <\/p>\n\n\n\n

Ces r\u00e9actions de la terre en fonction des coefficients de dilatation terre \/ \u00e9mail peuvent \u00eatre utilis\u00e9e comme test de compatibilit\u00e9<\/strong> si vous avez un doute. Il suffit de r\u00e9aliser de petites plaques, type tuile de test, s\u00e9ch\u00e9es bien \u00e0 plat. On \u00e9maille une face de la plaquette puis on la cuit. En fonction de la forme de la plaquette \u00e0 la sortie du four, on pourra anticiper d’\u00e9ventuels probl\u00e8mes sur nos futures pi\u00e8ces \u00e9maill\u00e9es. <\/p>\n\n\n\n

\"compatibilit\u00e9<\/figure>\n\n\n\n

O\u00f9 trouver des informations sur le coefficient de dilatation thermique ?<\/h2>\n\n\n\n

Tout simplement en \u00e9tant attentif aux caract\u00e9ristiques donn\u00e9es par les fabricants pour leurs argiles et leurs \u00e9maux. Un exemple ci dessous sur le site Cigale & Fourmi avec un gr\u00e8s blanc <\/p>\n\n\n\n

\"exemple<\/figure>\n\n\n\n
\"exemple<\/figure>\n\n\n\n

Ici cette terre et cet \u00e9mail sont compatibles.<\/p>\n\n\n\n

Calculer le coefficient de dilatation d’un \u00e9mail \u00e0 partir de sa recette<\/h2>\n\n\n\n

Chaque oxyde composant ton \u00e9mail participe \u00e0 sa dilatation<\/strong>. Par exemple, l\u2019oxyde de calcium ou chaux augmente le coefficient de dilatation alors que l\u2019oxyde de zinc le diminue. Pour calculer le coefficient de ton \u00e9mail, il faut que ta recette soit exprim\u00e9e en pourcentage <\/strong>comme suit :<\/p>\n\n\n\n

Oxyde 1 – X% avec un coefficient de dilatation C1
Oxyde 2 – Y% avec un coefficient de dilatation C2
Oxyde 3 – Z% avec un coefficient de dilatation C3<\/p>\n\n\n\n

Le coefficient se calcule avec la formule suivante : C = X*C1 + Y*C2 + Z*C3<\/p>\n\n\n\n

Pour trouver les valeurs des coefficients de dilatation de chacun de tes oxydes, je te conseille cet article sur les coefficients de dilatation en c\u00e9ramique<\/a><\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

\n\n\n\n

J’esp\u00e8re que ces infos vous serviront. le conseil principal est simple : bien lire les \u00e9tiquettes et respecter les correspondances<\/strong>. Mais je trouve que bien comprendre le principe de dilatation permet \u00e9galement de mieux analyser nos \u00e9checs d’\u00e9maillage<\/strong>. <\/p>\n\n\n\n

Si tu vois un concept int\u00e9ressant \u00e0 vulgariser autour des \u00e9maux<\/strong>, je t’invite \u00e0 nous en parler en commentaire. Ce sera un plaisir de le traiter, si ce n’est pas trop compliqu\u00e9 bien s\u00fbr… ?<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

La pratique de la c\u00e9ramique nous confronte r\u00e9guli\u00e8rement \u00e0 des notions de chimie, de physique et de maths, en particulier avec les \u00e9maux. Apr\u00e8s le taux de retrait de l’argile et la densit\u00e9 de l’\u00e9mail, nous voil\u00e0 avec un nouveau concept \u00e0 ma\u00eetriser : le coefficient de dilatation thermique. Lorsque nous choisissons une gla\u00e7ure pour notre terre, 2 points sont \u00e0 surveiller. Nous devons v\u00e9rifier la compatibilit\u00e9 de la temp\u00e9rature de cuisson entre la terre et l’\u00e9mail. Et Il faut \u00e9galement prendre en compte le coefficient de dilatation thermique, une notion souvent oubli\u00e9e. Nous allons voir dans cet article ce que repr\u00e9sente ce coefficient , o\u00f9 trouver ces donn\u00e9es et quels probl\u00e8mes peut engendrer une incompatibilit\u00e9 entre les coefficients thermiques de l’\u00e9mail et de la terre. Si tu es d\u00e9butant, je te conseille de suivre la formation gratuite \u00ab\u00a0D\u00e9buter avec les \u00e9maux\u00ab\u00a0. Qu\u2019est-ce que le coefficient de dilatation thermique ? Ce coefficient mesure la dilatation thermique d\u2019un mat\u00e9riau. Lorsqu’une mati\u00e8re est expos\u00e9e \u00e0 de la chaleur, ses dimensions varient, elle se dilate ou se contracte. Cette variation des dimensions du mat\u00e9riau lorsque celui-ci subit une variation de temp\u00e9rature se mesure gr\u00e2ce \u00e0 ce coefficient. Plus le coefficient de dilatation thermique est \u00e9lev\u00e9, plus grande est la variation du mat\u00e9riau avec la temp\u00e9rature. Sa formule est : variation de longueur (en mm) = coef de dilatation * longueur initiale * variation de temp\u00e9rature. On l\u2019exprime en \u00b0K-1 ou \u00b0C-1. Pour te donner une id\u00e9e, sache que le coefficient moyen de dilatation thermique est situ\u00e9 entre 40.10-7 K-1 et 180.10-7 K-1. Oui, tu ne retiendras pas ces chiffres… Mais ce n’est pas le principal, l’id\u00e9e \u00e0 retenir est la suivante : La bonne adh\u00e9rence de l\u2019\u00e9mail avec le tesson est d\u00e9termin\u00e9e par un accord entre le coefficient de dilatation thermique de l\u2019\u00e9mail et celui de la terre. On dit que le coefficient de dilatation thermique de l\u2019\u00e9mail doit \u00eatre \u00e9gal ou l\u00e9g\u00e8rement inf\u00e9rieur \u00e0 celui du tesson, jusqu’\u00e0 15%. Par exemple, une terre qui a un coefficient de dilatation thermique de 60 * 10-7 supportera un \u00e9mail ayant un coefficient de dilatation thermique entre 60 * 10-7 et 51 * 10-7. En pratique, la fourchette peut s’av\u00e9rer un peu plus large en fonction de la terre et de l’\u00e9mail utilis\u00e9, \u00e0 toi de tester ! Dilatation thermique et courbe de cuisson Sous l’effet de la chaleur, la terre se dilate. Elle se contracte ensuite dans les m\u00eames proportions en se refroidissant. L’\u00e9mail est soumis au m\u00eame ph\u00e9nom\u00e8ne pendant la cuisson. La gla\u00e7ure fond pendant la cuisson lorsque la temp\u00e9rature est \u00e9lev\u00e9e. Lorsqu’elle est \u00e0 l\u2019\u00e9tat mou ou fluide, elle supporte tr\u00e8s bien les tensions. Les probl\u00e8mes de compatibilit\u00e9 apparaissent lorsque la gla\u00e7ure durcit \u00e0 nouveau \u00e0 partir d’environ 500\u00b0C. A cette temp\u00e9rature, elle s’est li\u00e9e au tesson. Si sa dilatation entre 500\u00b0C et 20\u00b0C est trop diff\u00e9rente de celle du tesson, elle se fissurera. Lorsque tu rencontre ces probl\u00e8mes, pour limiter les tensions entre terre et \u00e9mail, il faut que la descente en temp\u00e9rature de ton four soit progressive. Si ton four refroidit trop vite, et si tu as un programmateur adapt\u00e9, contr\u00f4le la descente surtout entre 300 et 200\u00b0C. D\u00e9fauts li\u00e9s \u00e0 un mauvais coefficient de dilatation thermique Plus la couche d’\u00e9mail va \u00eatre \u00e9paisse, moins elle sera \u00e9lastique et plus l’impact d’un coefficient de dilatation thermique non ad\u00e9quat sera important. Nous allons maintenant voir les cons\u00e9quences en cas de coefficients incompatibles : Si le coefficient de dilatation de la gla\u00e7ure est trop sup\u00e9rieur \u00e0 celui du tesson L’\u00e9mail se contracte davantage que la terre en refroidissant. Il a du mal \u00e0 recouvrir la surface de la pi\u00e8ce, des tensions naissent dans la gla\u00e7ure. On verra appara\u00eetre du tressaillage \u00e0 la surface de l’\u00e9mail. Le tressaillage se pr\u00e9sente sous la forme de fines f\u00ealures dans l’\u00e9paisseur de l’\u00e9mail qui suivent une distribution en forme d’\u00e9toiles ou de spirales. Il est possible d’entendre le tressaillage \u00e0 la sortie d’une pi\u00e8ce du four, il produit de petits cr\u00e9pitements, plut\u00f4t jolis d’ailleurs. Ces micro fissures constituent un d\u00e9faut majeur pour les pi\u00e8ces utilitaires car les liquides pourront p\u00e9n\u00e9trer jusqu’au tesson gr\u00e2ce \u00e0 elles. Le tressaillage rend les pi\u00e8ces poreuses. Si la gla\u00e7ure a un coefficient de dilatation trop inf\u00e9rieur \u00e0 celui du tesson La pi\u00e8ce r\u00e9tr\u00e9cit trop, il n’y a plus assez de place en surface pour l’\u00e9mail. Il ne peut pas bien adh\u00e9rer au tesson. Cela peut engendrer de l\u2019\u00e9caillage, c\u2019est \u00e0 dire que des parties d\u2019\u00e9mail se d\u00e9collent de la pi\u00e8ce. Lorsqu’il s’\u00e9caille, l’\u00e9mail se soul\u00e8ve par petites surfaces fines, il peut m\u00eame se d\u00e9coller du tesson. L’\u00e9caillage apparait en priorit\u00e9 sur les bords ou les zones bomb\u00e9es. Il peut ne pas \u00eatre visible mais provoquer des zones de fragilit\u00e9s de l’\u00e9mail. Suite \u00e0 des chocs, l’\u00e9caillage peut se produire de mani\u00e8re subite. La zone \u00e9caill\u00e9e est poreuse. Si l\u2019\u00e9mail est dispos\u00e9 seulement sur un c\u00f4t\u00e9 des parois Ces diff\u00e9rences de coefficient de dilatation thermique peuvent cr\u00e9er des tensions sur la paroi sans forcement impacter l’\u00e9mail. La terre peut y r\u00e9pondre en se d\u00e9formant. Une paroi droite deviendra concave ou bomb\u00e9e pour supporter les tensions. Ces r\u00e9actions de la terre en fonction des coefficients de dilatation terre \/ \u00e9mail peuvent \u00eatre utilis\u00e9e comme test de compatibilit\u00e9 si vous avez un doute. Il suffit de r\u00e9aliser de petites plaques, type tuile de test, s\u00e9ch\u00e9es bien \u00e0 plat. On \u00e9maille une face de la plaquette puis on la cuit. En fonction de la forme de la plaquette \u00e0 la sortie du four, on pourra anticiper d’\u00e9ventuels probl\u00e8mes sur nos futures pi\u00e8ces \u00e9maill\u00e9es. O\u00f9 trouver des informations sur le coefficient de dilatation thermique ? Tout simplement en \u00e9tant attentif aux caract\u00e9ristiques donn\u00e9es par les fabricants pour leurs argiles et leurs \u00e9maux. Un exemple ci dessous sur le site Cigale & Fourmi avec un gr\u00e8s blanc Ici cette terre et cet \u00e9mail sont compatibles. Calculer le coefficient de dilatation d’un \u00e9mail \u00e0 partir de sa recette Chaque oxyde composant ton \u00e9mail participe \u00e0 sa dilatation.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":14504,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_uag_custom_page_level_css":"","_lmt_disableupdate":"","_lmt_disable":"","footnotes":""},"categories":[58,3],"tags":[],"class_list":["post-8855","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-materiel-argile-ceramique","category-techniques-poterie"],"yoast_head":"\nLe coefficient de dilatation thermique en c\u00e9ramique – LE BLOG DU BOL<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"\u00c9viter des mauvaises surprises en \u00e9maillant vos pi\u00e8ces en ma\u00eetrisant le coefficient de dilatation thermique de votre argile et de votre \u00e9mail\" \/>\n<meta name=\"robots\" content=\"index, follow, max-snippet:-1, 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