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Sommaire, Ce qu'il faut Savoir, Accès aux dossiers LANTHANIDES
  
Sur cette page : article de David Pier (USA) sur l'utilisation d'oxydes lanthanides comme colorants de glaçures.
Qu'est-ce que les oxydes de lanthanides ?
Pourquoi les utiliser en céramique ?
Comment les utiliser ?
Aspect Toxicologique de ces oxydes
Recettes de glaçures colorées de David PIER :
Base et colorations pour cône 8-9 en oxydation
Base et colorations pour cône 5-6 en oxydation
Base et colorations pour glaçures type Céladon à cône 9-11
Matières premières Nord Américaines utilisées (formules pour substitutions)

ENGLISH VERSION  

 
COLORANTS LANTHANIDES

"De sensationnelles nouvelles glaçures transparentes colorées à base de colorants lanthanides"

par David PIER (U.S.A).

 
 
 
 
Merci à David Pier qui a eu l'amabilité de nous communiquer la primeur de cette mise à jour de son article sur les colorants lanthanides dans les glaçures céramiques.
La traduction a été réalisée par Smart.Conseil (France) avec l'appui de Édouard Bastarache (Québec). Cette version désormais disponible en Français est offerte à tous ceux qui désirent se lancer dans l'aventure des lanthanides, nous les encourageons à nous communiquer leurs expériences pour étoffer cette rubrique et participer à la diffusion d'une meilleure connaissance de ces oxydes peu utilisés en céramique de nos jours.
 
Smart.Conseil
 

 
 
 
De sensationnelles nouvelles glaçures transparentes colorées à base de colorants lanthanides :
 
Des couleurs vives d'une profondeur surprenante, sans précédents. Ce ne sont pas des pigments. Ce sont des oxydes métalliques purs, comme le cuivre, le fer, le cobalt, et l'oxyde de nickel. Ils offrent de nouvelles possibilités pour la coloration des glaçures transparentes et translucides. Pourquoi n'avez vous jamais entendu parler de ces métaux, de ces oxydes de néodyme, praséodyme et erbium ? Parce que, depuis peu encore, ces oxydes étaient affreusement chers et peu distribués à la vente. Mais plus maintenant.
 
 
Qu'est-ce que c'est ?
 
Les lanthanides sont les éléments dont les nombres atomiques vont de 58 à 71, ou de 57 à 71 si le lanthane est exclu. Ils sont dans la partie supérieure des deux rangées d'éléments généralement séparés du reste du tableau et présentés en bas du tableau périodique. Cette disposition permet une meilleure présentation du tableau sur un format de feuille A4.
Ils se présentent toujours dans des minerais minéraux mixtes contenant de l'oxyde d'yttrium et de scandium. L'ensemble des lanthanides avec l'yttrium et le scandium sont connus sous le nom de " terres rares ". En dépit de ce nom, beaucoup de ces métaux ne sont pas si rares en réalité. Leurs minerais mixtes se trouvent en abondance dans plusieurs région du monde. Récemment sous les conséquences de l'augmentation de l'extraction minière et de l'amélioration des techniques de séparation, les prix de ces métaux ont fortement chuté. Certains d'entre eux ne donnent pas de belles couleurs ou pas de couleur du tout, certains sont plus chers que l'or, mais le néodyme, le praséodyme et l'erbium donnent d'appétissantes nouvelles couleurs à des prix abordables.
 
Pourquoi ?
 
Tout d'abord, que signifie le mot profondeur, lorsqu'on se réfère aux glaçures ?
C'est vague, mais en général il s'applique à un ensemble de propriétés des glaçures qui concernent la transparence ou la translucidité, une réfraction élevée (bonne transmission de la lumière), et des variations d'apparence en fonction de l'épaisseur de la glaçure.
 
- La réfraction est l'effet qui modifie la direction de la lumière lorsqu'elle traverse un matériau, c'est pourquoi votre bras semble tordu lorsque vous le plongez sous l'eau, et en partie aussi pourquoi les diamants (et les glaçures) sont éclatants. Plus de réfraction se considère généralement comme plus agréable pour les yeux. Des glaçures plus réfringentes sont aussi plus brillantes. Étant donné que les lanthanides sont très denses, ils sont hautement réfringents, et ils augmentent la réfraction de toutes les glaçures qui en contiennent, augmentant l'éclat et la brillance.
- La couleur des glaçures transparentes et translucides s'intensifie avec l'épaisseur, produisant les superbes effets attribués aux Céladons (traditionnellement colorés par de l'oxyde de fer dissout) tels l'accentuation des creux et reliefs, et l'atténuation des bords.
- La transparence ou la translucidité vous permettent de voir facilement les craquelures d'une glaçure (que vous pouvez aussi appeler "trésaillage" si vous n'appréciez pas). Les oxydes métalliques purs, comprenant les lanthanides, peuvent se dissoudre dans la glaçure fondue, comme un colorant alimentaire dans de l'eau, en la colorant mais sans la troubler. Cela signifie que la couleur devra réagir à la composition particulière de la glaçure, et que la glaçure pourra rester transparente ou translucide si le colorant est complètement dissout, c'est ce que permettent les lanthanides.
- Les oxydes colorants dissous sont aussi beaucoup plus sensibles aux petites modifications dans la glaçure, réagissant à la composition de la base de la glaçure, aux autres colorants, aux conditions de chauffe et de refroidissement, et à la composition du support. Ceci est en contraste avec les pigments, qui sont des particules de compositions complexes d'oxydes qui doivent rester distincts dans la glaçure fondue pour maintenir leur couleur particulière. Cela signifie que les pigments opacifient en colorant, donnant un effet similaire à une peinture, une apparence sans " profondeur ". Que préféreriez-vous obtenir comme effet, du yaourt à la fraise ou de la limonade rose ?
 
En résumé, puisque ces colorants nouvellement disponibles sont des oxydes lourds et purs, ils peuvent donner une variété de couleurs particulières transparentes ou translucides avec une " profondeur " que ne peuvent permettre les pigments.
 
 
Comment ?
 
Tout comme chacun des colorants de métaux de transition (par exemple le cuivre, le fer) ont leur propre exigences, les colorants de métaux lanthanides ont leurs particularités, comme groupe, et comme éléments.
 
Une caractéristique du groupe des lanthanides est leur haute densité. Cela signifie que si vous n'ajoutez pas le bon additif suspensif à votre base de glaçure, ces colorants vont plomber au fond de votre bac d'émaillage.
J'utilise un mélange de Veegum-T et de colle CMC. La Veegum-T offre les avantages d'une bentonite sans ses impuretés de fer. Puisque la CMC (Carboxymethylcellulose…) est une colle organique, elles permet beaucoup d'avantages sans affecter du tout le résultat de la glaçure cuite (Voir " Additifs pour glaçures et terres " par Jeff Zamek, Ceramics Monthly - décembre 1998). La CMC demande une certaine habitude, elle augmente la viscosité de la glaçure crue sans pour cela favoriser une application plus épaisse sur le biscuit. Prenez note des densités recommandées données dans les recettes. En les suivant cela vous aidera à assurer une application convenable.
 
 
 
 
Tous les oxydes de lanthanides ont des points de fusion et d'ébullition très élevés, ainsi ils ne se volatilisent pas significativement dans les conditions de cuisson normales.
Bien que toutes les recettes que je donne ici soient pour de hautes température, j'ai vu beaucoup d'exemples de ces oxydes utilisés avec succès en basses températures, y-compris les pâtes égyptiennes et les glaçures raku. Les considérations sont les mêmes que pour les glaçures de hautes températures.
 
Ces oxydes sont hygroscopiques, ce qui veut dire qu'ils absorbent l'humidité atmosphérique. Ainsi si vous ne les conservez pas dans des récipients étanches avant les pesées, vos résultats pourront changer légèrement dans le temps. Si vous les achetez en grande quantité, vous devrez envisager de les reconditionner en plusieurs petits pots ou sacs plastiques étanches. Vous pourrez remarquer un léger changement de teinte dû à l'absorption d'eau.
 
Mon actuelle connaissance des choses montre qu'une atmosphère réductrice n'affecte pas directement ces lanthanides. Ils sont, toutefois, sensibles à de faibles quantités de métaux de transition, particulièrement le fer, et à l'état d'oxydation de ces métaux de transition. Le résultat net est que l'atmosphère affecte leur apparence. Le praséodyme pourrait être une exception, sa couleur vire vers une teinte plus verte, moins jaune par réduction, mais il est difficile de distinguer les effets directs de la réduction de ceux des impuretés en traces.
 
Mes essais croisés avec les oxydes traditionnels sont loin d'être terminés, mais j'ai trouvé des choses intéressantes.
 
Nd (Néodyme) : L'oxyde est une poudre bleu/lavande. C'est le plus puissant de ces trois colorants, donnant une belle couleur bleutée dans la plupart des bases de glaçures à 1-2%. A 4-7% il donne une agréable couleur raisin/lavande qui apparaît différemment sous éclairage artificiel. Il est très fortement affecté par le fer, particulièrement en oxydation, donnant immanquablement un gris neutre transparent parfait. Éviter les impuretés contenant du fer pour obtenir les couleurs bleues et lavandes les plus éclatantes.
 
Pr (Praséodyme) : L'oxyde a une couleur brun noir. Il donnes une petite gamme de couleurs vert tilleul vives en oxydation et en réduction pour des concentrations de 5-8%. En petites quantités (0.65%) en réduction avec traces de fer, il donne une couleur vive vert printemps. D'autres combinaisons avec des métaux de transition ont donné soit du beige soit aucun effet.
 
Er (Erbium) : L'oxyde à une couleur rose bébé claire. C'et le plus cher, le plus lourd, et le plus faible de ces trois colorants, mais c'est l'unique moyen que vous aurez d'obtenir un rose transparent. La densité de l'erbium fait qu'il est absolument nécessaire d'utiliser la colle CMC. L'oxyde d'erbium donne ses meilleurs roses à des concentrations de 8-10%, mais il est difficile d'en dissoudre complètement plus de 8% dans la glaçure lors de la fusion. Il a donné une couleur un peu plus lavande en présence de traces de fer en réduction.
 
 
Qu'en est-il de la toxicité ?
 
Les nom exotiques et l'emplacement singulier dans le tableau périodique ont conduit les gens à imaginer de la radioactivité et des métaux lourds toxiques. En réalité, les oxydes purs de lanthanides ne sont pas radioactifs et ont une très faible toxicité aiguë et chronique. Cela semble trop beau pour être vrai, mais les oxydes de lanthanides présentent significativement moins de risques toxiques que les oxyde de métaux de transition communément employés tels que le cuivre. Ils améliorent aussi la résistance mécanique et la résistance aux acides des glaçures. Cela ne veut pas dire qu'il sont inoffensifs. Éviter l'ingestion, utiliser une protection respiratoire appropriée, et prendre connaissance des fiches de données de sécurité (FDS).
 
Mes dernières recettes :
 
 
1) Base de glaçure corrigée PIER'S PURE LUX-DELUX cône 8-9 en oxydation (v3.2003)
 
 

Composants :

Quantité :

Fritte Ferro 3289

22.2

Fritte Ferro 3110

5

Spodumène pauvre en fer

12.7

Carbonate de baryum

14.5

Oxyde de zinc

2

#6 Tile Kaolin

13.5

Silice 325 mesh (80 µ)

27.5

Zircopax (zircon ZrSiO4)

1.4

Veegum-T

1.4

total :

100%

Carbonate de cuivre

0.02

Colle CMC

0.40
 
 
Coloration :
 
 
LIMONADE ROSE PIER'S PURE LUX-DELUX :
Oxyde d'Erbium 8.0

CANDI TILLEUL PIER'S LUX-DELUX :
Oxyde de Praséodyme 7

CANDI RAISIN PIER'S LUX-DELUX :
Oxyde de Néodyme 5.5
et ajout de #6 Tile Kaolin 1.0

 
Densité recommandée pour la Limonade Rose : 1550 g/litre
Densité recommandée pour le Tilleul et le Raisin : 1500 g/litre
 
Notes :
- Nécessite 2 couches pour être au mieux, prendre le soin de laisser assez de temps entre les couches pour éviter de saturer le biscuit en eau.
- Cuire lentement les derniers cônes aide a dégager la plupart des bulles.
- J'utilise un petit cône Orton D10 qui, avec un cycle de cuisson lent, est l'équivalent d'un grand cône visuel D9, la pointe touchant juste la dalle.
- La colle CMC est presque essentielle pour la suspension, en particulier pour l'erbium.
- Le carbonate de cuivre est utilisé pour son action bactéricide sur la colle CMC.
- A cône 9, la glaçure est un peu coulante, mais parfaitement claire. A cône 8, la glaçure est assez stable, mais pas aussi complètement transparente qu'à cône 9.
- Cette correction ne craquelle pas sur mon tesson de porcelaine. Si vous voulez du trésaillage (craquelures) essayez d'augmenter la quantité de fritte 3110 et de baisser la 3289, ou reportez-vous à mes premières recettes publiées.
- La teneur en baryum de ces glaçures est élevée pour deux raisons. (1) Le baryum a un effet positif sur la solubilité (= transparence) des lanthanides dans le verre. (2) Le baryum donne plus de brillance, plus de glaçures étincelantes en raison de son indice de réfraction élevé. J'ai soumis ces glaçures à des acides et des bases dans de dures conditions bien au-delà de ce qu'aucune glaçure ne devrait normalement rencontrer, et il n'y a pas eu de libération mesurable. Ces glaçures sont sans danger si elles sont correctement mélangées et cuite à maturité.
- Comme il a été dit dans la partie principale de cet article, les couleurs des lanthanides ne sont pas extrêmement sensibles au choix des oxydes fondants. Les fondants utilisés dans cette recette sont choisis pour leur effet positif sur la solubilité (= transparence) des lanthanides et d'autres propriétés de glaçure telles que l'aspect, la dureté et la brillance.
 
 
2) Base de glaçure pour cône 5-6 en oxydation :
 
 

Composants :

Quantité :

Fritte Ferro 3289

23.8

Fritte Ferro 3110

5.3

Spodumène pauvre en fer

13.6

#6 Tile Kaolin

7.1

Carbonate de baryum

15.5

Oxyde de zinc

2.1

Silice 325 mesh (80µ)

29.6

Zircopax (zircon : ZrSiO4)

1.0

Veegum-T

1.5

total :

100.00 %

Carbonate de cuivre

0.02

Colle CMC

0.4
 
Notes :
- Les ajouts de colorants et les densités recommandées sont les mêmes que pour les glaçures à cône 8-9. Ces glaçures ne sont pas représentées dans cet article, mais les couleurs sont identiques à celles des glaçures pour cône 8-9.
- J'utilise un petit cône Orton D10 qui, avec un cycle de cuisson lent, est l'équivalent d'un grand cône visuel D9, la pointe touchant juste la dalle.
- Toutes les autres informations données dans les notes sur les glaçures à cône 8-9 s'appliquent à celles pour cône 5-6.
 
 
3) Glaçures type CELADON pour cône 9-11 :
 

Composants :

Quantités :

Feldspath Custer (feldspath potassique)

27.5

Kaolin Grolleg (ECC-UK)

20.0

Wollastonite

26.0

Silice 325 mesh (80µ)

24.0

Zircopax (zircon : ZrSiO4)

1.0

Veegum-T

1.5

total :

100 %

Colle CMC

0.40

Carbonate de cuivre

0.02
 
 
Coloration :
 
 
Pour PIER'S UNREAL CÉLADON VERT (réduction) ajouter :
Oxyde de praséodyme (Pr6O11) 0.65

Pour PIER'S UNREAL CÉLADON BLEU (réduction) ajouter :
Oxyde de néodyme (Nd2O3) 1.1

Pour PIER'S CÉLADON VERT-BLEU (réduction) ajouter :
Oxyde de Fer Espagnol broyé (type Malaga) 0.07
Recette sans oxyde lanthanide

Pour PIER'S APPARENTLY CÉLADON LAVANDE (Oxydation) ajouter :
Oxyde de néodyme (Nd2O3) 4.5

 
Notes :
 

- Sans problème, généralement sans craquelures, base de glaçure très fiable.

- Densité recommandée pour les quatre : 1500 g/litre
- Vous pouvez y aller sans la colle CMC avec ces glaçures, mais elle aide aussi bien pour l'application que pour la suspension.
- L'erbium et de plus hautes concentrations en praséodyme ne sont pas utilisés au mieux dans cette base de glaçure (couleurs tristes, partiellement dues à une plus basse solubilité des lanthanides dans ce verre). Appliquer assez épais, deux à quatre couches, en laissant du temps pour sécher entre chaque couche.
- Si votre wollastonite contient trop de fer en impuretés, vous pouvez obtenir une couleur plus propre dans les glaçures au néodyme (Bleus et Lavandes) si vous faites la substitution suivante : 26% Wollastonite = 22.4% de craie + 13.4% de Silice 325 mesh (80µ).
- Le " apparently " (apparemment) dans Apparently Lavender Céladon fait référence à ses intéressantes propriétés surprenantes de changement de couleur (du lavande au vert, au bleu lumineux, au pourpre lumineux) sous différents types d'éclairages.
 
 
 
David PIER - USA / Janvier 2003 (v3.2003)
dapier@yahoo.com
 
 
 

 
 
Matières premières utilisées :
 
Quelques précisions sur les matières spécifiques Nord Américaines utilisées dans ces recettes afin de faciliter vos travaux de substitutions.
 
Grolleg kaolin (ecc-UK) : % 0.10 Na2O 1.90 K2O 0.10 CaO 0.30 MgO 37.00 Al2O3 48.00 SiO2 0.03 TiO2 0.70 Fe2O3 12.01 LOI
# 6 Tile Kaolin ( A secondary (sedimentary) kaolin. Manufactured by Georgia Kaolin Co.) : % 0.04 Na2O 0.58 MgO 0.43 CaO 38.20 Al2O3 46.90 SiO2 1.42 TiO2 0.35 Fe2O3 13.90 LOI
Spanish Red Iron Oxide (Spanish RIO) : Oxyde de fer "Malaga" broyé.
3289 Ferro Frit : % 5.5 Na2O 27.4 BaO 12.4 B2O3 5.4 Al2O3 49.3 SiO2
3110 Ferro Frit : % 2.3 K2O 15.3 Na2O 6.3 CaO 2.6 B2O3 3.7 Al2O3 69.8 SiO2  
3124 Ferro Frit : % 0.7 K2O 6.3 Na2O 14.1 CaO 13.7 B2O3 9.9 Al2O3 55.3 SiO2
Custer Feldspar : Commonly used potash feldspar. Can be used to substitute for Keystone, Buckingham, Yankee, or Kingman feldspars. Composition % 2.91 Na2O 10.28 K2O 0.30 CaO 17.35 Al2O3 69.00 SiO2 0.12 Fe2O3 0.04 Loss on ignition.
Veegum T : Veegum is not a 'gum', rather it is a montmorillonite mineral called 'smectite' (bentonite and hectorite are similar minerals). It is a complex colloidal and extremely plastic magnesium aluminum silicate. It is an off-white insoluble flake magnesium aluminum silicate that swells to many times its original volume when added to water. Its aqueous dispersions are thus high viscosity thixotropic gels at low solids. Veegum is not subject to attack by microorganisms. Various grades are classified according to viscosity and ratio of aluminum to magnesium content.
Voir plus sur le veegum sur le site de Tony Hansen : http://digitalfire.com/material/m-01q1n1.htm
 
 
 
 
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Sommaire ----- Ce qu'il faut Savoir-----Top/Haut de page ----- Accès aux dossiers LANTHANIDES
 
 
Summary, What must be known, Access to lanthanide files
 
On this page : an article by David Pier (USA) "Exciting new transparent glaze colors using Lanthanides Colorants"
What ?
Why ?
How ?
But what about toxicity ?
Colored glaze recipes from David PIER :
Cone 8-9 oxidation base glaze
Cone 5-6 oxidation base glaze
Cone 9-11 Celadon type glazes
Materials
 
FRENCH VERSION
 
 
EXCITING NEW TRANSPARENT GLAZE COLORS USING LANTHANIDE COLORANTS

by David PIER (U.S.A).

 
 
 
 
Thanks to David Pier who had the kindness to send to us this new update of his article on the lanthanide-colouring materials in ceramic glazes.
The French version was carried out by Smart.Conseil (France) with the help of Édouard Bastarache (Quebec).
 
Smart.Conseil
 

 
 
 
Exciting new transparent glaze colors using Lanthanide Colorants :
 
Vibrant colors with unprecedented, amazing depth. These are not stains. These are pure metal oxides, like copper, iron, cobalt, and nickel oxides. They offer new possibilities in transparent and translucent glaze colors. Why haven't you ever heard of these metals, of the oxides of neodymium, praseodymium, and erbium? Because, until recently, these oxides were prohibitively expensive and not widely sold. Not anymore.
 
 
What ?
 
The lanthanides are the elements numbered 58-71, 57-71 if lanthanum itself is included. They're in the top of the two rows of the section of the periodic table that is usually cut out and shown below the rest of the periodic table. This arrangement is done to make the table fit nicely on an 8.5x11 piece of paper. They always occur in mixed mineral ores with yttrium and scandium oxides. The lanthanides together with yttrium and scandium are known as the rare earths. Despite the name, many of these metals aren't actually very rare. Their mixed ores occur in abundance in several places in the world. Due to a recent feedback loop between increases in mining and improved separation technologies, the prices of all of these metals have come down dramatically. Some of them don't give nice colors or any color, some are more expensive than gold, but neodymium, praseodymium, and erbium give luscious new colors at affordable prices.
 
Why ?
 
First, what does the word depth mean, when used in reference to glazes? It is vague, but generally it is applied to a group of glaze properties including transparency or translucency, high refraction, and variation in appearance due to variation in thickness of the glaze.
 
- Refraction is when the light changes direction when it passes into a material, why your arm looks bent when you stick it under water, and part of why diamonds (and glazes) sparkle. More refraction is usually considered more pleasing to the eye. More refractive glazes are also glossier. Since the lanthanide oxides are very dense, they are highly refractive, and they increase the refraction of any glaze they are added to, increasing sparkle and gloss.
The color of transparent and translucent glazes intensifies with thickness, allowing the beautiful effects associated with celadon glazes (traditionally colored with dissolved iron oxide) such as highlighting incising and relief, and fading on edges.
- Transparency or translucency let you easily see the crackle in a glaze (called crazing if you don't like it). Pure metal oxides, including the lanthanides, can dissolve in molten glaze, just as food coloring dissolves in water, leaving it colored but not cloudy. This means the color will respond to the particular composition of the glaze, and the glaze can remain transparent or translucent if the colorant fully dissolves, which the lanthanides can do.
- Dissolved oxide colorants are also much more sensitive to small changes in the glaze, responding to base glaze composition, other colorants, firing and cooling conditions, and the clay body composition. This is in contrast to stains, which are particles of very particular multi-oxide composition that must remain distinct within the glaze melt to retain their particular color. This means that stains opacity as they color, giving an effect similar to paint, an appearance lacking "depth". Which would you rather have, Pepto-Bismol or Pink Lemonade?
 
To summarize, since these newly available colorants are dense pure oxides, they can give a variety of responsive transparent or translucent colors with a depth unavailable from stains.
 
 
How ?
 
Just as each of the transition metal (e.g. copper, iron) colorants have their own demands, the lanthanide metal colorants have their own particulars, as a group, and as individuals.
 
A group characteristic of the lanthanides is high density. This means that if you don't add the right suspension additives to your base glaze, these colorants will sink to the bottom of the glaze bucket.
I use a combination of Veegum-T and CMC gum. Veegum-T offers the advantages of bentonite without the iron impurities. Since CMC is an organic gum material, it offers many advantages without affecting the fired glaze one bit (see "Additives for Glazes and Clay Bodies" by Jeff Zamek, December 1998 Ceramics Monthly). CMC takes some getting used to, since it increases the viscosity of the raw liquid glaze without making the glaze apply thicker to the bisque. Note the suggested specific gravities given in the recipes. Following them will help assure proper application.
 
 
 
 
 
All of the lanthanide oxides have very high melting and boiling points, so that they do not volatilize significantly under any normal firing conditions.
Although all of the recipes I present here are high-fire, I have seen many examples of these oxides used successfully in low-fire, including Egyptian paste and raku glazes. The considerations are the same as for use in high-fire glazes.
 
These oxides are hygroscopic, meaning that they absorb atmospheric moisture. This means that if you do not keep them in tightly sealed containers before weighing, your results will change slightly over time. If you buy a large quantity, you might consider dividing it into several small jars or zipper-seal bags.You might notice a slight change in color due to the absorption of water.
 
My current understanding is that a reduction atmosphere does not directly affect these lanthanides. They are, however, sensitive to trace amounts of transition metals, particularly iron, and the oxidation states of these transition metals. The net result is that the atmosphere affects their appearance. Praseodymium might be an exception, its color shifted to a greener, less yellow color by reduction, but it is difficult to distinguish affects of direct reduction from affects of trace impurities.
 
My crossover tests with the traditional oxides is far from complete, but I have found a few interesting things.
 
Nd (Neodymium): The oxide is a blue/lavender powder. It is the strongest of these three colorants, giving a good aqua color in most glaze bases at 1-2%. At 4-7% it gives a pleasant lavender/grape color that appears as a different color under different artificial light sources. It is very strongly affected by iron, particularly in oxidation, giving a reliable perfect neutral transparent gray. Avoid trace iron impurities to achieve the brightest blue and lavender colors.
 
Pr (Praseodymium): The oxide is a dark brown color. It gives a small range of vibrant lime green colors in oxidation and reduction at concentrations of 5-8%. In small amounts (0.65%) in reduction with a trace of iron, gives a bright spring green color. Other combinations with transition metals have given either beige or no effect.
 
Er (Erbium): The oxide is a light baby pink color. It is the most expensive, the densest, and the weakest of these three colorants, but the only way you will ever get a transparent pink. Erbium oxide's density means it is absolutely essential that you use CMC gum. Erbium oxide gives its best pink color at concentrations of 8-10%, but it is difficult to get more than 8% to fully dissolve in the melt. It has given a more lavender color in the presence of iron traces in reduction.
 
 
BUT WHAT ABOUT TOXICITY?
 
The exotic names and odd placement in the periodic table lead people to imagine radioactivity and heavy metal poisoning. In reality, the pure lanthanide oxides are not radioactive and have very low acute and chronic toxicity. It might seem too good to be true, but the lanthanide oxides pose significantly less of a toxic risk than the commonly used transition metal oxides such as copper. They also improve the strength and acid resistance of the glaze. This doesn't mean that they're harmless. Avoid ingestion, use proper respiratory protection, and read the MSDS.
 
 
THE LATEST RECIPES:
 
 
1) Revised PIER'S PURE LUX-DELUX Cone 8-9 oxidation base glaze (v3.2003) :
 
 

Components :

Quantity :

Ferro frit 3289

22.2

Ferro frit 3110

5

Low iron spodumene

12.7

Baryum carbonate

14.5

Zinc oxide

2

#6 Tile Kaolin

13.5

Silica 325 mesh

27.5

Zircopax (ZrSiO4)

1.4

Veegum-T

1.4
-
100%

Copper carbonate

0.02

CMC gum

0.40
 
 
Coloration :
 
 
PIER'S PURE LUX-DELUX PINK LEMONADE :
Erbium Oxide 8.0

PIER'S PURE LUX-DELUX LIME CANDY :
Praseodymium Oxide 7

PIER'S PURE LUX-DELUX GRAPE CANDY :
Neodymium Oxide 5.5
Additional #6 Tile Kaolin 1.0

 
Recommended specific gravity for Pink Lemonade: 1.55 g/ml
Recommended specific gravity for Lime and Grape: 1.50 g/ml
 
Notes :
- Takes two coats to look its best, be sure to allow sufficient drying time between coats to avoid water saturation of the bisque.
- Slow firing for the last few cones helps clear most of the bubbles out.
- I use an Orton small D10 in the kiln-sitter, which, whith a slow firing schedule, is equivalent to a large visual D9, tip just ouching the shelf.
- CMC gum is almost essential for suspension, particularly for erbium oxide.
- The copper carbonate is present as a preservative for the CMC gum.
- At cone 9, the glaze is a bit runny, but perfectly clear. At cone 8, the glaze is pretty stable, but not as fully transparent as at cone 9.
- This revision does not craze on my porcelain body. If you want crazing (crackle), try increasing the amount of frit 3110 and decreasing frit 3289, or going back to my first published recipes
- The barium content of these glazes is high for two reasons. (1) Barium has a positive effect on the solubility (=transparency) of the lanthanides in the glass. (2) Barium gives glossier, more lustrous glazes due to its high index of refraction. I have subjected these glazes to strong acid and base conditions far in excess of any the glaze would normally encounter, and there was no measurable leaching. These glazes are safe if mixed properly and fired to maturity.
- As discussed in the main body of this article, the lanthanide colors are not extremely sensitive to the choice of fluxing oxides. The fluxes used in this recipe are chosen for their positive effect on lanthanide solubility (=transparency) and other glaze properties such as fit, hardness, and gloss.
 
 
2) Cone 5-6 OXIDATION BASE GLAZE
 
 

Components :

Quantity :

Ferro frit 3289

23.8

Ferro frit 3110

5.3

Low iron spodumene

13.6

#6 Tile Kaolin

7.1

Baryum carbonate

15.5

Zinc oxide

2.1

Silica 325 mesh

29.6

Zircopax (ZrSiO4)

1.0

Veegum-T

1.5
-
100.00%

Copper carbonate

0.02

CMC gum

0.40
 
Notes :
 
- Colorant additions and recommended specific gravities are the same as for the cone 8-9 base glaze. These glazes are not pictured in this article, but the colors are identical to the cone 8-9 oxidation glazes.
- I use an Orton small D10 in the kiln-sitter, which, whith a slow firing schedule, is equivalent to a large visual D9, tip just ouching the shelf.
- All other information given in the notes on the cone 8-9 glazes apply to these cone 5-6 glazes.
 
3) Cone 9-11 CELADON TYPE GLAZES :
 

Components :

Quantity :

Custer feldspar

27.5

Grolleg kaolin (ECC-UK)

20.0

Wollastonite

26.0

Silica 325 mesh

24.0

Zircopax (ZrSiO4)

1.0

Veegum-T

1.5
-
100 %

CMC gum

0.40

Copper carbonate

0.02
 
 
Coloration :
 
 
For PIER'S UNREAL GREEN CELADON (Reduction) Add:
Praseodymium Oxide 0.65

For PIER'S UNREAL BLUE CELADON (Reduction) Add:
Neodymium Oxide 1.1

For PIER'S BLUE-GREEN CELADON (reduction) Add :
Spanish Red Iron Oxide 0.07
(or any other red iron, ball milled)

For PIER'S APPARENTLY LAVENDER CELADON (Oxidation) Add:
Neodymium Oxide 4.5

 
 
Notes :
- Trouble free, usually craze-free, very reliable glaze base.
- Recommended specific gravity for all four : 1.5 g/ml
- You can get away without using the CMC gum is these glazes, but it helps with even application as well as suspension.
- Erbium and higher concentrations of Praseodymium are not used to their best advantage in this glaze base (dull colors, partially due to lower solubility of the lanthanides in this glass).
- Apply fairly thick, two to four coats, allowing time to dry between coats.
- If your wollastonite has an appreciable iron impurity, you can get an even cleaner color from the neodymium glazes (blue and lavander) if you make the following replacement : (26.0% Wollastonite) = (22.4% Whiting + 13.4% 325 mesh Silica).
- The "apparently" in Apparently Lavender Celadon refers to its interesting property of dramatically changing color (from lavender to green to bright blue to bright purple) under different lighting types.
 
 
 
David PIER - USA / March 2003 (v3. 2003)
dapier@yahoo.com
 
 
 

 
 
Materials :
 
 
Grolleg kaolin (ecc-UK) : % 0.10 Na2O 1.90 K2O 0.10 CaO 0.30 MgO 37.00 Al2O3 48.00 SiO2 0.03 TiO2 0.70 Fe2O3 12.01 LOI
# 6 Tile Kaolin ( A secondary (sedimentary) kaolin. Manufactured by Georgia Kaolin Co.) : % 0.04 Na2O 0.58 MgO 0.43 CaO 38.20 Al2O3 46.90 SiO2 1.42 TiO2 0.35 Fe2O3 13.90 LOI
Spanish Red Iron Oxide (Spanish RIO) : Oxyde de fer "Malaga" broyé.
3289 Ferro Frit : % 5.5 Na2O 27.4 BaO 12.4 B2O3 5.4 Al2O3 49.3 SiO2
3110 Ferro Frit : % 2.3 K2O 15.3 Na2O 6.3 CaO 2.6 B2O3 3.7 Al2O3 69.8 SiO2  
3124 Ferro Frit : % 0.7 K2O 6.3 Na2O 14.1 CaO 13.7 B2O3 9.9 Al2O3 55.3 SiO2
Custer Feldspar : Commonly used potash feldspar. Can be used to substitute for Keystone, Buckingham, Yankee, or Kingman feldspars. Composition % 2.91 Na2O 10.28 K2O 0.30 CaO 17.35 Al2O3 69.00 SiO2 0.12 Fe2O3 0.04 Loss on ignition.
Veegum T : Veegum is not a 'gum', rather it is a montmorillonite mineral called 'smectite' (bentonite and hectorite are similar minerals). It is a complex colloidal and extremely plastic magnesium aluminum silicate. It is an off-white insoluble flake magnesium aluminum silicate that swells to many times its original volume when added to water. Its aqueous dispersions are thus high viscosity thixotropic gels at low solids. Veegum is not subject to attack by microorganisms. Various grades are classified according to viscosity and ratio of aluminum to magnesium content.
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