Oxyde d’yttrium
Caractéristiques
Formule chimique : Y₂O₃
Dénomination : oxyde d'yttrium(III) / oxyde d'yttrium
N° CAS : 1314-36-9
Masse molaire : 225,81 g/mol
Densité : 5,01 g/cm³
Point de fusion : env. 2425 °C
Point d'ébullition : env. 4300 °C
Couleur : blanc
Forme : poudre fine
Solubilité : pratiquement insoluble dans l'eau, soluble dans les acides minéraux chauds
L'oxyde d'yttrium(III) (Y₂O₃), également appelé oxyde d'yttrium, est un composé inorganique appartenant au groupe des oxydes de terres rares. Le matériau est fourni sous forme de poudre blanche fine, inodore. Grâce à son point de fusion d'environ 2425 °C et à son point d'ébullition d'environ 4300 °C, ce composé se distingue par une stabilité thermique exceptionnellement élevée.
Y₂O₃ est pratiquement insoluble dans l'eau, mais se dissout facilement dans les acides minéraux chauds en formant les sels correspondants d'yttrium(III). Le matériau possède une large bande interdite d'environ 5,5 eV, une permittivité diélectrique élevée et une bonne transparence optique dans les domaines visible et infrarouge.
L'une des applications les plus importantes de l'oxyde d'yttrium est la stabilisation du dioxyde de zirconium. L'ajout de Y₂O₃ permet d'obtenir le dioxyde de zirconium stabilisé à l'yttrium YSZ, dans lequel les transformations de phase indésirables sont supprimées. Cela contribue à améliorer la résistance à la fissuration et la fiabilité en service des céramiques techniques.
L'oxyde d'yttrium est également un matériau de matrice important pour les luminophores et les systèmes laser. Il est utilisé dans des matériaux contenant des activateurs à base de terres rares, y compris les luminophores rouges, et sert aussi de matière première de départ pour l'obtention de cristaux de grenat d'yttrium-aluminium YAG, utilisés dans les lasers à solide.
La production industrielle de Y₂O₃ est réalisée principalement par calcination thermique de l'oxalate, de l'hydroxyde ou du carbonate d'yttrium à des températures supérieures à 800 °C. Grâce à la combinaison de sa stabilité thermique, optique et diélectrique, ce matériau est utilisé dans les céramiques de haute technologie, l'optique, les luminophores, les piles à combustible et la microélectronique.
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Avantages
• Stabilisation efficace de la structure de phase du dioxyde de zirconium
• Amélioration de la résistance à la fissuration des céramiques techniques
• Très haute stabilité thermique
• Point de fusion d'environ 2425 °C
• Transparence élevée dans les domaines visible et infrarouge
• Permittivité diélectrique élevée
• Convient comme matrice pour les ions activateurs de terres rares
• Utilisable dans les matériaux laser, optoélectroniques et électroniques
Domaines d'application
• Dioxyde de zirconium stabilisé à l'yttrium YSZ
• Céramiques techniques à hautes performances
• Outils de coupe
• Produits céramiques dentaires
• Composants réfractaires
• Cristaux de grenat d'yttrium-aluminium YAG
• Lasers à solide
• Optique infrarouge et lentilles
• Luminophores rouges Y₂O₃:Eu³⁺
• LED et technologies d'affichage
• Piles à combustible à oxyde solide SOFC
• Sondes lambda
• Diélectriques high-k en microélectronique
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