Synthèse de l’aluminate de cobalt par voie sels fondus, caractérisation et application à la coloration des carreaux céramiques industriels

Cobalt aluminate synthesis by molten salt route, characterization and application to the the colouring of industrial ceramic tiles

• Auteur / Autrice : Noura Ouahdi
• Direction : Bernard Durand
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences des matériaux
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Toulouse 3 en cotutelle avec Université Hassan II (Casablanca, Maroc). Faculté des Sciences

Mots clés

Mots clés contrôlés

Céramique

Industrie et commerce

Colorants

Pigments

Synthèse (chimie)

Composés

Alumine

Mélanges (chimie)

Sels fondus

Mots clés libres

Aluminate de cobalt

Milieu sels fondus

Pigment

Coloration

Carreaux céramiques

Résumé

L’objectif est la synthèse, par voie sels fondus, d’un pigment bleu d’importance industrielle majeure, l’aluminate de cobalt. Les poudres obtenues ont été caractérisées par ICP, DRX, ATD/ATG, FTIR, MEB et MET, spectroscopie UV-Visible et analyse colorimétrique par la méthode L*a*b*. Les réactions des chlorures d’aluminium et de cobalt avec des bains fondus constitués de nitrates, de chlorures ou de sulfates alcalins aboutissent toujours à des mélanges de phases (Co3O4, CoAl2O4 et g Al2O3) dont la composition dépend de la nature du bain choisi. Ces mélanges sont très réactifs et se transforment en CoAl2O4 par chauffage à 1000°C sans palier. Les réactions de double décomposition entre l’oxyde mixte alcalin g LiAlO2 et le chlorure double KCoCl3, à 500°C pendant 24 heures, permettent d’obtenir directement l’aluminate de cobalt cristallisé. La poudre ainsi obtenue a été caractérisée puis testée pour la coloration de carreaux céramiques comparativement à un pigment industriel. Ces essais, réalisés dans la société marocaine Union Cérame, confirment que le pigment synthétisé en milieu sels fondus est un bon candidat pour l’utilisation dans la coloration des carreaux céramiques industriels.

The objective is the synthesis, by molten salts route, of a major industrial blue pigment, the cobalt aluminate. The powders obtained have been characterized by ICP, XRD, DTA/TGA, FTIR, SEM and TEM, UV-Visible spectroscopy and colourimetric analysis by the L*a*b* method. The reaction of cobalt and aluminium chlorides in molten medium constituted of alkali-metal nitrates, chlorides or sulfates always lead to mixtures of phases (Co3O4, CoAl2O4 and g Al2O3) which composition is depending on the nature of the molten bath. These mixture are very reactive and are transformed in CoAl2O4 by heating at 1000°C without any plateau. The double decomposition reactions between the mixed alkali-metal oxyde g LiAlO2 and the double chloride KCoCl3, at 500°C for 24 hours, lead directly to crystallized cobalt aluminate. The powders obtained have been characterized, then tested for the colouring of ceramic tiles comparatively to an industrial pigment. The tests, performed in the moroccan society Union Cerame, confirm that the pigment synthesized in molten salt medium is a good candidate for the use in the colouring of industrial ceramic tiles.