Etude bibliographique sur  L’oxyde d’yttrium

Etude bibliographique sur l’’oxyde d’yttrium

Généralité sur les terres rares

Le nom de terre rare se compose de deux parties, la première partie « terre » où les Grecs définissaient la terre comme le matériau qui ne pouvait plus être changé par la chaleur. La deuxième partie du nom « rare » fait référence à la difficulté de trouver ces éléments dans des phases de minéraux purs ou de métaux libres et non à ses abondances relatives dans la croûte terrestre. Il est plus abondant que l’argent et le plomb. De plus, ces matériaux coexistent dans des oxydes, ce qui indique la difficulté de les séparer les uns des autres. [1] Les terres rares sont constituées du groupe des lanthanides (éléments de numéros atomiques compris entre 57 et 71, du lanthane au lutétium) auquel on ajoute, du fait de propriétés chimiques voisines (même colonne de la classification périodique), l’yttrium (Y) et le scandium (Sc). Ces propriétés sont le fait d’une configuration électronique particulière constituée d’une couche d insaturée. Dans le cas des lanthanides, la configuration électronique est la suivante : Xe 6s2 5d1 4f 0→14 .

Les sesquioxydes des terres rares

Les sesquioxydes de terres rares sont les éléments qui a la formule chimique R2O3, tel que R est un élément de terres rares, Les sesquioxydes de terres rares possèdent des propriétés physiques et chimiques intéressantes et uniques, qui les rendent très importants dans le domaine technologique et de nombreux articles de synthèse traitant des principes fondamentaux et des applications de ces matériaux ont déjà été publiés. Les sesquioxydes de terres rares présentent cinq variétés polymorphiques selon la température et le numéro atomique en trois structures différentes : Deux de ces variétés, les structures A-R2O3, (hexagonale) et B- R2O3 (monoclinique) peuvent être considérés comme des structures lamellaires construites sur le feuillet structural, En dehors des deux polymorphes de haute température H-R2O3 (structure hexagonal de type H) et X-R2O3 (structure cubique de type X), il existe aussi une phase B-R2O3 qui est cubique et qui est la phase de basse température pour tout la série.Les sesquioxydes de terres rares sont classifiés selon ses structures cristallines dans les cinq structures connues comme suit :

1. a) La structure A-R2O3 (hexagonale) pour R = La, Ce, Pr, Nd. 
2. b) La structure B-R2O (monoclinique) pour R = Sm2O3, Eu2O3, Gd. 
3. c) La structure C-R2O (cubique) pour R == Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Y, Sc
4. d) La structure H-R2O3 (structure hexagonal de type H) pour R = Lu, Sc (à des températures suffisamment élevées). 
5. e) La structure X-R2O3 (Structure cubique de type X) pour R = La (à des températures suffisamment élevées). La description la plus récent du diagramme de phase des sesquioxydes de la terre rare en fonction des rayons ionique du cation et de la température (à pression ambiante)

Description de la structure cubique

 L’oxyde d’yttrium comme la plupart des sesquioxydes de terres rares, a la structure cristalline cubique. Cette structure dérive de la structure fluorine MO2 où un quart des anions sont manquants et les lacunes anioniques se répartissent suivant les directions [111] comme représenté en Figure (I.4) Pour les propriétés de luminescence, cette structure fait apparaître deux sites inéquivalents pour les ions R+3 1) 1/4 des sites correspondent à un cube présentant deux lacunes anioniques sur la diagonale centrale créant un site cationique S6 présentant un centre d’inversion de symétrie. 2) 3/4 des sites correspondent à un cube unitaire présentant deux lacunes anioniques sur une diagonale faciale créant un site cationique C2.