Reflets de la Physique n°63 oct/nov/déc 2019
Reflets de la Physique n°63 oct/nov/déc 2019
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°63 de oct/nov/déc 2019

  • Périodicité : bimestriel

  • Editeur : Société Française de Physique

  • Format : (210 x 297) mm

  • Nombre de pages : 68

  • Taille du fichier PDF : 7,6 Mo

  • Dans ce numéro : physique et matérieux anciens.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

Dans ce numéro...
< Pages précédentes
Pages : 28 - 29  |  Aller à la page   OK
Pages suivantes >
28 29
 » > permettant de sonder préférentiellement le centre ou la périphérie du grain (fig. 2). L’encart (c) de la figure 2 correspond à la cartographie par fluorescence des rayons X acquise sur le grain de pigment observé figure 1c. Les trois structures a, b, etc, observées sur la figure 2a, sont caractéristiques de l’ion Cr 3+ en symétrie octaédrique dans les spinelles. Les spectres XANES du pigment initial et du centre du grain sont semblables. En revanche, de légères différences sont observées entre le centre du grain et la périphérie, comme le pic c décalé de 0,92 eV vers les plus faibles énergies. La région du préseuil (encart (b) de la figure 2) montre des variations plus importantes  : deux structures (α et β) sont communes aux deux zones et une troisième structure (γ) est uniquement observée sur le spectre de la périphérie du grain. Ces changements (décalage du pic c et apparition de la structure γ) sont par ailleurs observés quand la teneur en chrome augmente le long de la solution solide ZnAl 2-x Cr x O 4 [2]. La phase en périphérie du grain de pigment est donc constituée d’un spinelle de même structure que le pigment initial, mais avec une teneur en chrome plus importante, ce qui est confirmé par la cartographie de fluorescence (encart (c) de la figure 2) et par analyse Rietveld * des spectres de diffraction des rayonsX. La présence de cette phase enrichie en chrome explique le changement de couleur du décor. En effet, la couleur des spinelles varie avec la teneur en chrome le long de la solution solide ZnAl 2-x Cr x O 4. La teinte rose commence par s’intensifier, puis une nuance marron apparait pour x = 1 jusqu’à la zincochromite verte, ZnCr 2 O 4. L’environnement local autour de l’ion chrome (distances Cr-O et/ou coordinence) est faiblement affecté dans la solution solide, comme montré par des calculs DFT * (Density Functional Theory) des spectres XANES [2]. Au contraire, ces calculs suggèrent que la proximité de seconds voisins chrome modifie le champ cristallin de l’ion Cr 3+ et donc la couleur des spinelles. L’analyse des spectres XANES révèle ainsi une évolution de l’environnement du chrome, indiquant un double mécanisme de dissolution puis de stabilisation d’un nouveau spinelle enrichi en chrome, conduisant à une couleur différente. 28 Reflets de la Physique n°63 Absorption normalisée 2,0 1,5 1,0 0,5 IIMMIMMMM 3 μm périphérie centre pigment initial 0,0 5980/J limm.1.-1*— 1—Siel maillialiFialammalmillima L’enrichissement en chrome de la phase spinelle dans la périphérie du grain est en fait le résultat de la diminution des teneurs en aluminium et en zinc, qui diffusent depuis le spinelle vers le verre [3]. En modifiant la composition du pigment et en ajoutant de l’oxyde de zinc ZnO au composant incolore, on a pu faire cristalliser et stabiliser la phase spinelle, permettant son utilisation dans cette palette de décor. La compréhension du mécanisme d’altération illustre ainsi l’impact direct de ces recherches sur les procédés. L’empirisme avait consacré certaines utilisations bien particulières dans des conditions très contraintes en termes cinétique et thermodynamique ou de compositions. L’étude de ces phénomènes dans leurs réussites et leurs limites permet de mieux comprendre à la fois les conditions historiques de production, mais aussi et surtout de proposer de nouvelles voies de développement au regard des possibilités apportées par les outils de la science contemporaine. c a b 0,20 0,10 6000 6020 Énergie (eV) c α β 0,00 5990 5995 2. Analyse par spectroscopie d’absorption des rayons X du décor de porcelaine. (a) Spectres XANES au seuil K du Cr du pigment de départ (rose pointillé), d’une zone au centre (rose) et d’une zone en périphérie d’un grain (vert). (Pour plus de clarté, les courbes sont décalées en ordonnée). (b) Zoom sur la région du préseuil. (c) Cartographie de fluorescence des rayons X des principaux éléments  : Al (vert), Si (bleu) et Cr (rouge), acquise sur le grain de pigment de la figure 1c. Les rectangles noirs représentent les points d’analyse XANES, et leur taille correspond à la résolution spatiale du faisceau de rayons X (0,7 × 0,3 µm 2). γ Références b 6040 1 M. Cotte et al., «The ID21 X-ray and infrared microscopy beamline at the ESRF : status and recent applications to artistic materials», J. Anal. At. Spectrom. 32 (2017) 477–493. 2L. Verger et al., «Spectroscopic properties of Cr 3+ in the spinel solid solution ZnAl 2−x Cr x O 4 », Physics and Chemistry of Minerals 43 (2016) 33–42. 3L. Verger et al., «Interaction between Cr-bearing pigments and transparent glaze : A transmission electron microscopy study», Journal of Non-Crystalline Solids 459 (2017) 184–191. a
Le chrome et la synthèse des pigments à la Manufacture de Sèvres La finesse et les couleurs des décors des porcelaines de la Manufacture de Sèvres concourent à faire sa renommée, depuis sa création en 1740. Toutes les étapes de la production des porcelaines sont menées au sein de la Manufacture. Le laboratoire est en charge de la synthèse des pigments. L’élément chrome a été découvert en 1797 par Nicolas Louis Vauquelin, et introduit seulement quelques années plus tard dans les procédés de la Manufacture par Alexandre Brongniard. Au cours du 19 e siècle, les recherches à la Manufacture sur la synthèse des minéraux s’intensifient afin d’obtenir des poudres colorées pour les décors de porcelaine, amenant Jacques-Joseph Ebelmen à découvrir la croissance cristalline par la méthode des flux en 1847. Les minéraux composés de chrome, dont principalement les spinelles comme la gahnite au chrome (ZnAl 2-x Cr x O 4) , font l’objet d’un intérêt particulier, en raison de la riche palette de couleurs qu’ils offrent (fig. E1). Glossaire atm DA-u/_, 1,e 1 4l.' , 1E86 Physique des atomes comme source d’information -, *9.1)1(). E1. Exemple de palette de décors de la Manufacture de Sèvres. -4'g, Spinelles Minéraux cristallins, de formule générale AB 2 O 4 et de structure cubique à faces centrées, où A et B sont des ions métalliques et dont le composé prototype est MgAl 2 O 4. Fonction de rémission Fonction calculée à partir du spectre de réflectance diffuse, qui correspond (à un facteur de d’un spectre de réflectance translation près) au spectre d’absorption du matériau obtenu par transmission. EDX Technique utilisée pour l’analyse chimique élémentaire d’un matériau excité par un faisceau (Energy Dispersive de particules chargées ou de photons, et dont le spectre d’émission de rayons X montre des X-ray Spectrometry) pics caractéristiques des éléments contenus. XANES Méthode d’analyse spectroscopique, qui utilise l’absorption des rayons X par un matériau (X-ray Absorption au voisinage ( — 50 eV) d’un seuil (préseuil et montée du seuil). Elle permet d’obtenir des Near Edge Structure) informations structurelles et électroniques sur le matériau étudié. Analyse de Rietveld Méthode d’analyse des diagrammes de diffraction de rayons X et de neutrons sur poudres, qui ajuste par moindres carrés un profil calculé au spectre expérimental complet. DFT Méthode de calcul quantique de la structure électronique, utilisée en particulier en matière (Density Functional Theory) condensée, où l’on remplace la fonction d’onde multiélectronique par la densité électronique en tant que quantité de base pour les calculs., z i ".% Reflets de la Physique n°63 29



Autres parutions de ce magazine  voir tous les numéros


Liens vers cette page
Couverture seule :


Couverture avec texte parution au-dessus :


Couverture avec texte parution en dessous :


Reflets de la Physique numéro 63 oct/nov/déc 2019 Page 1Reflets de la Physique numéro 63 oct/nov/déc 2019 Page 2-3Reflets de la Physique numéro 63 oct/nov/déc 2019 Page 4-5Reflets de la Physique numéro 63 oct/nov/déc 2019 Page 6-7Reflets de la Physique numéro 63 oct/nov/déc 2019 Page 8-9Reflets de la Physique numéro 63 oct/nov/déc 2019 Page 10-11Reflets de la Physique numéro 63 oct/nov/déc 2019 Page 12-13Reflets de la Physique numéro 63 oct/nov/déc 2019 Page 14-15Reflets de la Physique numéro 63 oct/nov/déc 2019 Page 16-17Reflets de la Physique numéro 63 oct/nov/déc 2019 Page 18-19Reflets de la Physique numéro 63 oct/nov/déc 2019 Page 20-21Reflets de la Physique numéro 63 oct/nov/déc 2019 Page 22-23Reflets de la Physique numéro 63 oct/nov/déc 2019 Page 24-25Reflets de la Physique numéro 63 oct/nov/déc 2019 Page 26-27Reflets de la Physique numéro 63 oct/nov/déc 2019 Page 28-29Reflets de la Physique numéro 63 oct/nov/déc 2019 Page 30-31Reflets de la Physique numéro 63 oct/nov/déc 2019 Page 32-33Reflets de la Physique numéro 63 oct/nov/déc 2019 Page 34-35Reflets de la Physique numéro 63 oct/nov/déc 2019 Page 36-37Reflets de la Physique numéro 63 oct/nov/déc 2019 Page 38-39Reflets de la Physique numéro 63 oct/nov/déc 2019 Page 40-41Reflets de la Physique numéro 63 oct/nov/déc 2019 Page 42-43Reflets de la Physique numéro 63 oct/nov/déc 2019 Page 44-45Reflets de la Physique numéro 63 oct/nov/déc 2019 Page 46-47Reflets de la Physique numéro 63 oct/nov/déc 2019 Page 48-49Reflets de la Physique numéro 63 oct/nov/déc 2019 Page 50-51Reflets de la Physique numéro 63 oct/nov/déc 2019 Page 52-53Reflets de la Physique numéro 63 oct/nov/déc 2019 Page 54-55Reflets de la Physique numéro 63 oct/nov/déc 2019 Page 56-57Reflets de la Physique numéro 63 oct/nov/déc 2019 Page 58-59Reflets de la Physique numéro 63 oct/nov/déc 2019 Page 60-61Reflets de la Physique numéro 63 oct/nov/déc 2019 Page 62-63Reflets de la Physique numéro 63 oct/nov/déc 2019 Page 64-65Reflets de la Physique numéro 63 oct/nov/déc 2019 Page 66-67Reflets de la Physique numéro 63 oct/nov/déc 2019 Page 68