Les apatites phosphocalciques aux terres rares qui contiennent des anions bivalents O²-, S²-, CO₃²- : Préparation, caractérisation, luminescence

Abstract

L’auteur s’intéresse à l’introduction couplée des cations trivalents des terres rares et d’anions bivalents, O²⁻, S²⁻, CO₃²⁻ dans les phosphoapatites calciques. Dans le premier chapitre, l’auteur précise les conditions de formation et examine les propriétés physico-chimiques des dioxyapatites de formule Ca₈Ln₂(PO₄)₆O₂. il montre qu’elles peuvent être préparées par réaction à l’état solide à 1350°C pour les éléments Ln = La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb. Dans ces composés, l’ion de terre rare se localise en site cristallographique Ca(II), ce qui permet l’établissement d’une interaction Ln-O avec les anions O²⁻ des tunnels ; une bande d’adsorption infrarouge vers 550 cm est associée à cette liaison. Le deuxième chapitre définit l’existence de solutions solides entre les dioxyapatites calcolanthanidiques et l’oxyapatite calcique ou l’hydroxyapatite calcique. Le troisième chapitre s’intéresse à la fixation des ions S²⁻ et CO₃²⁻ dans les apatites calcolanthanidiques. Il montre qu’il est possible de préparer la disulfoapatite au lanthane. Dans les autres cas, l’introduction des ions sulfure reste limitée. Il est observé la création de lacunes en sites des tunnels associés à des lacunes en sites cationiques par défaut d’ions Ca²⁺ ou Tb³⁺. La carbonatation des dioxyapatites est impossible. Par contre, la carbonatation des oxyapatites qui contiennent moins de deux ions Ln³⁺ est possible. Le quatrième chapitre l’étude de la luminescence des apatites à l’europium et/ou au terbium. Il est montré que la présence du terbium permet d’augmenter la luminescence de l’europium par transfert d’énergie dans les niveaux supérieur à celui de ⁵D₄ du terbium.