Oxyde d'yttrium(III)
L’oxyde d'yttrium(III) aussi appelé yttria est un composé chimique de formule Y2O3. Il s'agit d'une céramique réfractaire (point de fusion de 2 410 °C) se présentant comme un solide blanc, stable à l'air libre comme en présence de métaux réactifs en fusion tels que le titane ou l'uranium, et cristallisé dans le système cubique et le groupe d'espace Ia3 (no 206) avec le paramètre cristallin a = 1,012 nm[4]. Son indice de réfraction vaut 1,93[5].
| Oxyde d'yttrium(III) | |
 __ Y3+ __ O2− Structure cristalline de l'oxyde d'yttrium(III) |
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| Identification | |
|---|---|
| No CAS | |
| No ECHA | 100.013.849 |
| No CE | 215-233-5 |
| No RTECS | ZG3850000 |
| PubChem | 518711 |
| SMILES | |
| InChI | |
| Propriétés chimiques | |
| Formule | Y2O3 |
| Masse molaire[1] | 225,809 9 ± 0,000 9 g/mol O 21,26 %, Y 78,74 %, |
| Propriétés physiques | |
| T° fusion | 2 410 °C[2] |
| T° ébullition | 4 300 °C[2] |
| Masse volumique | 5,03 g·cm-3[2] |
| Cristallographie | |
| Système cristallin | Cubique |
| Symbole de Pearson | [3] |
| Classe cristalline ou groupe d’espace | Ia3 (no 206) |
| Paramètres de maille | 1,012 nm[4] |
| Propriétés optiques | |
| Indice de réfraction | 1,930[5] |
| Composés apparentés | |
| Autres composés | |
| Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire. | |
L'oxyde d'yttrium(III) est le plus important composé de l'yttrium du point de vue industriel, utilisé par exemple pour produire les grenats de fer et d'yttrium Y3Fe2(FeO4)3, ou YIG, matériau ferrimagnétique dont la température de Curie vaut 550 °C et qui est transparent aux infrarouges de longueur d'onde supérieure à 600 nm ; le YIG est utilisé comme filtre micro-onde dans de nombreuses applications magnéto-optiques. Il intervient encore massivement comme précurseur des substances phosphorescentes rouges des tubes cathodiques : oxyde d'yttrium dopé à l'europium Y2O3:Eu et orthovanadate d'yttrium YVO4:Eu dopé à l'europium. Il intervient également dans la synthèse, à 800 °C, du supraconducteur à haute température dit YBaCuO, de formule YBa2Cu3O7, qualifié « d'oxyde 1-2-3 » pour rendre compte des proportions respectives entre constituants métalliques :
C'est également un point de départ en chimie inorganique. En chimie des composés organométalliques, il est converti en chlorure d'yttrium(III) YCl3 dans une solution concentrée d'acide chlorhydrique HCl et de chlorure d'ammonium NH4Cl.
L'oxyde d'yttrium(III) peut être obtenu par calcination, par exemple de l'oxalate d'yttrium Y2(C2O4)3 à l'air libre
Les céramiques en Y2O3 offrent des applications potentielles dans la réalisation de lasers à phase solide. Les réalisations incorporant de l'ytterbium comme dopant permettent ainsi un fonctionnement en mode continu[6] et en mode pulsé[7].
Disque en yttralox (Y2O3 avec environ 10 % de ThO2 assurant ses qualités optiques), l'une des premières céramiques transparentes.
Notes et références
- Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
- Entrée « Yttrium oxide » dans la base de données de produits chimiques GESTIS de la IFA (organisme allemand responsable de la sécurité et de la santé au travail) (allemand, anglais), accès le 30 août 2011 (JavaScript nécessaire)
- (en) Yong-Nian Xu, Zhong-quan Gu et W. Y. Ching, « Electronic, structural, and optical properties of crystalline yttria », Physical Review B, vol. 56, no 23,‎ , p. 14993-15000 (DOI 10.1103/PhysRevB.56.14993, Bibcode 1997PhRvB..5614993X, lire en ligne)
- (en) M. Marezio, « Refinement of the crystal structure of In2O3 at two wavelengths », Acta Crystallographica, vol. 20,‎ , p. 723-728 (DOI 10.1107/S0365110X66001749, lire en ligne)
- (en) David R. Lide, « Index of Refraction of Inorganic Crystals », CRC Handbook of Chemistry and Physics, 90e, CRC Press/Taylor and Francis, Boca Raton, 2010, p. 10-248.
- (en) J. Kong, « 9.2 - W diode-pumped Yb:Y2O3 ceramic laser », Applied Physics Letters, vol. 86, no 16,‎ , p. 161116 (DOI 10.1063/1.1914958, Bibcode 2005ApPhL..86p1116K)
- (en) M. Tokurakawa, « Diode-pumped 188 fs mode-locked Yb3+:Y2O3 ceramic laser », Applied Physics Letters, vol. 90, no 7,‎ , p. 071101 (DOI 10.1063/1.2476385, Bibcode 2007ApPhL..90g1101T)
- (en) Yttriaite-(Y), Mindat.org