Worldlex Wiki La fritte est une composition céramique qui a été fondue, trempée et granulée. Les frittes constituent un élément important des mélanges utilisés dans la formulation des émaux et des glaçures céramiques ; cette préfusion a pour but de rendre insolubles les composants solubles et/ou toxiques en les combinant à la silice et à d’autres oxydes ajoutés. Cependant, tout verre fondu et trempé dans l’eau n’est pas de la fritte, car cette méthode de refroidissement du verre très chaud est également largement utilisée dans la fabrication du verre.
Selon l' OED , l'origine du mot « frit » remonte à 1662 et désigne un mélange calciné de sable et de fondants, prêt à être fondu dans un creuset pour fabriquer du verre. De nos jours, les matières premières non chauffées utilisées dans la fabrication du verre sont plus communément appelées « batch à verre ».
Dans l'Antiquité, la fritte pouvait être broyée pour fabriquer des pigments ou façonnée pour créer des objets. Elle a peut-être aussi servi de matériau intermédiaire dans la fabrication du verre brut . La définition de la fritte est variable et a longtemps posé problème aux chercheurs. Ces derniers siècles, la fritte a trouvé de nombreuses applications, notamment comme biomatériau et additif pour les céramiques diélectriques destinées aux micro-ondes . La fritte d'aluminosilicate peut être utilisée dans les réfractaires coulés en continu sans émail.
Égypte , en Mésopotamie , en Europe et dans le bassin méditerranéen . La définition de la fritte comme matériau fritté , polycristallin et non émaillé peut s'appliquer à ces contextes archéologiques. Elle est généralement de couleur bleue ou verte.frite bleue
La fritte bleue, également connue sous le nom de bleu égyptien , était fabriquée à partir de quartz , de chaux , d'un composé de cuivre et d'un fondant alcalin , le tout chauffé à une température comprise entre 850 et 1000 °C. Du sable de quartz pouvait être utilisé pour apporter de la silice à la fritte. La teneur en cuivre devait être supérieure à celle en chaux pour obtenir une fritte bleue . La fritte est finalement constituée de cristaux liquide ou vitreuse. Cependant, la teneur en alcalins – et la granulométrie des cristaux de cuprorivaïte – contribuent à la teinte bleue de la fritte. Une forte teneur en alcalins produit une proportion importante de verre. Ce procédé dilue les cristaux de cuprorivaïte et produit des nuances de bleu plus claires. Un nouveau broyage et un nouveau frittage de la fritte permettent d'obtenir des cristaux de cuprorivaïte plus fins, produisant également des nuances plus claires.
La plus ancienne trace de fritte bleue apparaît comme pigment sur une peinture funéraire à Saqqara , datée de 2900 av. J.-C., bien que son usage se soit répandu en Égypte vers 2600 av. J.-C. On a également retrouvé de la fritte bleue dans les tombes royales d' Ur , datant de la période prédynastique III . Son utilisation en Méditerranée remonte aux fresques de Théra , datant de la fin de l'âge du bronze moyen .
Alors que la phase vitreuse est présente dans les frittes bleues d'Égypte, les scientifiques ne l'ont pas détectée dans celles du Proche-Orient , d'Europe et de la mer Égée . L'altération naturelle , également responsable de la corrosion des verres et des glaçures de ces trois régions, est la cause probable de cette absence.
À Amarna , les archéologues ont mis au jour de la fritte bleue sous forme de galettes circulaires, de résidus de poudre et de fragments de récipients. L'analyse des microstructures et de la taille des cristaux de ces frittes a permis à Hatton, Shortland et Vitruve , écrivain du Ier siècle avant J.-C., mentionne la production de « caeruleum » (un pigment bleu) à Pouzzoles , selon une méthode utilisée à Alexandrie , en Égypte. Vitruve cite comme matières premières le sable, la limaille de cuivre et le « nitrum » (soude). De fait, l'analyse de certaines frittes datant de l'époque de Thoutmôsis III et des périodes ultérieures révèle l'utilisation de limaille de bronze à la place du minerai de cuivre .
Stocks suggère que les poudres résiduelles issues du forage du calcaire , combinées à une faible concentration d'alcali, auraient pu servir à la production de frittes bleues. La teneur en cuivre de ces poudres provient de l'érosion des forets tubulaires en cuivre utilisés lors du forage. Toutefois, les données archéologiques n'ont pas encore confirmé un tel lien entre ces deux technologies.
Frit vert
L'utilisation de la fritte verte n'est attestée jusqu'à présent qu'en Égypte. Avec la malachite , elle était généralement employée comme pigment vert. On la retrouve pour la première fois dans des peintures tombales de la XVIIIe dynastie , mais son usage remonte au moins à l' époque romaine . La fabrication de la fritte verte et de la fritte bleue repose sur les mêmes matières premières, mais dans des proportions différentes. Pour produire de la fritte verte , la concentration en chaux doit être supérieure à celle en cuivre. La température de cuisson requise pour la fritte verte peut être légèrement supérieure à celle de la fritte bleue, de l'ordre de 950 à 1100 °C. Le produit final est composé de cristaux de wollastonite de cuivre ([Ca,Cu] ₃Si₃O₉ ) et d'une phase vitreuse riche en chlorures de cuivre, de sodium et de potassium . Dans certaines conditions (utilisation d'un procédé de chauffage en deux étapes, présence d' hématite ), les scientifiques ont pu fabriquer une fritte bleue à base de cuprorivaïte qui s'est ensuite transformée en fritte verte à base de wollastonite de cuivre à une température de 1050 °C. Sur certaines peintures murales de l'Égypte antique, les pigments initialement bleus sont devenus verts : la fritte bleue peut se « dévitrifier » de sorte que la wollastonite de cuivre prédomine sur la cuprorivaïte, présente en moindre quantité. Comme pour la fritte bleue, Hatton, Shortland et Tite ont analysé des traces de fritte verte à Amarna, sous forme de galettes, de poudres et d'un fragment de vase, et ont déduit la production séquentielle des trois types d'artefacts.
Relations avec le verre et la faïence
Un texte akkadien provenant de la bibliothèque d' Assurbanipal à Ninive suggère qu'une substance semblable à de la fritte était un matériau intermédiaire dans la production de verre brut. Cette étape intermédiaire aurait suivi le broyage et le mélange des matières premières utilisées pour la fabrication du verre. Un extrait de la traduction par Oppenheim de la tablette A, section 1 du texte de Ninive, se lit comme suit :
Vous maintenez un bon feu sans fumée jusqu'à ce que le « métal » [verre en fusion] devienne fritté. Vous le retirez et le laissez refroidir.
Les étapes suivantes consistent à réchauffer, à broyer à nouveau et enfin à recueillir la poudre dans une casserole. En suivant la recette de Ninive, Brill parvint à produire un verre de « haute qualité ». Il en déduisit que l'intermédiaire de fritte est nécessaire pour que des gaz se dégagent durant cette étape et que le produit final soit pratiquement exempt de bulles . De plus, le broyage de la fritte accélère la « seconde partie du processus, qui consiste à… réduire le système en verre ».
Moorey a défini cette étape intermédiaire comme une « frittage », « un procédé au cours duquel les sels solubles sont rendus insolubles par décomposition des carbonates , etc., et formation d'une masse complexe de silicates frittés » . Un fragment de fritte conservé dans un « fragment de poêle à frire » au musée Petrie « présente de nombreuses taches blanches de silice non réagie et un grand nombre de vésicules où des gaz se sont formés » . Ce procédé était connu des auteurs antiques Pline et Théophile .
Mais la question de savoir si ce « frittage » était pratiqué dans l’Antiquité comme une étape délibérée de la fabrication du verre brut reste sujette à caution. La composition des frittes et des verres retrouvés à Amarna ne concorde pas de manière à suggérer que les frittes étaient les précurseurs immédiats des verres : les frittes présentent des concentrations plus faibles en soude et en chaux et des concentrations plus élevées en cobalt et en alumine que les verres.
Plusieurs liens potentiels entre la fritte et la faïence ont été suggérés par des chercheurs . Kühne propose que la fritte ait pu servir de liant pour la faïence et suggère que ce liant était composé principalement de silice, d'alcalis et de cuivre, avec de faibles concentrations d' alcalinoterreux et d'étain . Cependant, l'analyse d'un large éventail de frittes égyptiennes contredit la composition du liant proposée par Kühne . Vandiver et Kingery soutiennent qu'une méthode de production d'un émail de faïence consistait à « fritter ou fondre les constituants de l'émail pour former un verre », puis à broyer ce verre et à former une barbotine dans l'eau, et enfin à appliquer l'émail « par trempage ou au pinceau » . Toutefois, leur utilisation du terme « fritte » comme quasiment synonyme de « fondu » représente une autre interprétation singulière de ce que pourrait être une « fritte ». Enfin, Tite et al. Des frittes, d'une couleur bleue inhabituelle due au cobalt, trouvées dans des poêles à frire à Amarna, présentent des compositions et des microstructures similaires à celles de la faïence vitreuse, une forme de faïence égyptienne cuite à plus haute température et contenant du cobalt. Dans leur reconstitution de la fabrication de la faïence vitreuse, Tite et al. proposent que la cuisson initiale des matières premières à 1100–1200 °C produise une fritte bleu cobalt, qui est ensuite broyée, moulée et émaillée.
En général, les frittes, les verres et la faïence sont des matériaux similaires : ils sont tous à base de silice, mais présentent des concentrations différentes d’alcali, de cuivre et de chaux. Cependant, comme l’indique Nicholson, ce sont des matériaux distincts car « il serait impossible de transformer la faïence en fritte ou la fritte en verre par un simple chauffage supplémentaire ou à température plus élevée ».
L'utilisation de la fritte comme pigment et pour la fabrication d'objets entiers corrobore l'idée que la production de fritte constituait, dans une certaine mesure, une industrie spécialisée. En effet, des scientifiques ont déterminé que des objets en fritte, tels que des amulettes , des perles et des récipients, présentent des compositions chimiques similaires à celles des frittes en poudre destinées à être utilisées comme pigments. Néanmoins, la détermination des relations techniques exactes entre les industries de la fritte, du verre et de la faïence représente un intérêt scientifique actuel et, vraisemblablement, futur. Les fouilles d'Amarna offrent une confirmation spatiale de ces relations potentielles, les industries de la fritte, du verre et de la faïence y étant implantées à proximité les unes des autres.
Fritware
La faïence frittée désigne un type de poterie apparu au Proche-Orient, où sa production est attestée de la fin du Ier millénaire apr. J.-C. jusqu'au IIe millénaire apr. J.-C. La fritte en était un ingrédient essentiel. Une recette de faïence frittée, datant d'environ 1300 apr. J.-C. et rédigée par Abu'l Qasim, indique un rapport de quartz à verre fritté et argile blanche de 10:1:1. Ce type de poterie a également été appelé « pâte de pierre » et « faïence », entre autres noms. Un ensemble de « proto-pâte de pierre » du IXe siècle, provenant de Bagdad, présente des fragments de verre résiduels dans sa pâte. Ce verre est alcalin, calcaire, plomb-silice et, lors de la cuisson ou du refroidissement de la pâte, des cristaux de wollastonite et de diopside se sont formés au sein des fragments de verre. L'absence d'inclusions de fragments de poterie suggère que ces fragments ne proviennent pas d'un émail. Leur ajout aurait eu pour but de libérer des alcalis dans la matrice lors de la cuisson, ce qui aurait « accéléré la vitrification à une température de cuisson relativement basse, et ainsi augmenté la dureté et la densité du corps [céramique] ». Il reste à déterminer si ces « fragments de verre reliques » sont réellement de la « fritte » au sens plus ancien du terme.
La céramique d'Iznik était produite en Turquie ottomane dès le XVe siècle. Elle se compose d'une pâte, d'un engobe et d'un émail, la pâte et l'émail étant constitués de « fritte de quartz ». Les « frits » sont, dans les deux cas, « présentent la particularité de contenir de l'oxyde de plomb ainsi que de la soude » ; l'oxyde de plomb contribue à réduire le coefficient de dilatation thermique de la céramique. L'analyse microscopique révèle que le matériau désigné comme « fritte » est en réalité du « verre interstitiel » assurant la liaison des particules de quartz. Tite avance que ce verre était ajouté sous forme de fritte et qu'il s'est formé lors de la cuisson.
La fritte était également un composant important de certaines porcelaines européennes anciennes. Parmi les célèbres manufactures du XVIIIe siècle figuraient Sèvres en France, ainsi que Chelsea, Derby, Bow, Worcester et Longton Hall en Angleterre. La porcelaine à la fritte est produite à Belleek , dans le comté de Fermanagh , en Irlande du Nord . Cette manufacture, fondée en 1857, produit des pièces caractérisées par leur finesse, leur surface légèrement irisée et une pâte composée d'une proportion importante de fritte.
Un petit groupe de production de faïence se trouve autour de Jaipur , au Rajasthan (Inde), où elle est connue sous le nom de « poterie bleue » en raison de son émail très apprécié. Cette technique pourrait avoir été introduite en Inde par les Moghols , la production à Jaipur remontant au moins au XVIIe siècle
friture moderne
Les frittes sont des constituants indispensables de la plupart des glaçures céramiques industrielles qui mûrissent à des températures inférieures à 1150 °C. Les frittes sont généralement des intermédiaires dans la production de verre brut, contrairement aux pigments et aux objets façonnés, mais elles peuvent être utilisées comme équipement de laboratoire dans un certain nombre de contextes de haute technologie.
Les frittes composées principalement de silice, de trioxyde de dibore (B₂O₃ ) et de soude sont utilisées comme émaux sur les tubes en acier . Un autre type de fritte peut servir de biomatériau , c'est- à - dire un matériau conçu pour s'intégrer à un ou plusieurs organismes vivants ou entrer en contact étroit avec eux. Le verre silico-calcique fondu peut être versé dans l'eau pour obtenir une fritte, qui est ensuite broyée en poudre. Ces poudres peuvent servir de supports pour les substituts osseux . Par ailleurs, certaines frittes peuvent être incorporées aux céramiques de haute technologie : elles sont fabriquées en broyant de l'oxyde de zinc (ZnO) et de l'acide borique ( H₃BO₃ ) avec des billes de zirconium ( Zr ), puis en chauffant ce mélange à 1100 °C, en le trempant et en le broyant. Cette fritte est ensuite ajoutée à une poudre céramique de titanate de lithium (Li 2 TiO 3 ), ce qui permet à la céramique de fritter à une température plus basse tout en conservant ses « propriétés diélectriques micro-ondes ».
Dans les équipements de laboratoire et de procédés chimiques industriels, le terme fritte désigne un filtre fabriqué par frittage de particules de verre pour produire une pièce de porosité connue appelée verre fritté .
Les pare-brise automobiles incorporent une bande sombre de points en céramique autour des bords appelée fritte .
En 2008, l’industrie espagnole des frittes, émaux et colorants céramiques comptait 27 entreprises employant près de 4 000 personnes et réalisant un chiffre d’affaires annuel cumulé d’environ 1 milliard d’euros. En 2022, le marché mondial des frittes céramiques était estimé à 1,67 milliard de dollars américains.