Etude et élaboration des matériaux oxydes de type A3AI5O12 (A: Y, L, u, Gd) dopés terres rares et propriétés physiques

Abstract

Les matériaux de type grenat cubique (Ln3Al5O12) présentent une grande importance dans le domaine de l'optique, vue de leurs performances propriétés structurales et thermiques. Dans cette recherche, nous avons étudié la faisabilité de la synthèse des grenats à base de Gd3+, ce qui rend le composé plus dense et favorise un transfert d'énergie vers les activateurs terres rares pour obtenir un rendement lumineux puissant. La formation de ce composé à base de cet élément est délicate en raison de l'instabilité thermique et de sa décomposition au cours de sa formation. Pour cette raison, trois méthodes de synthèse ont été utilisées afin d'approcher la formation de la phase pure en ajoutant le lutécium (Lu) comme stabilisateur, il s'agit de ; la méthode de réaction à l'état solide, la méthode de trempe, et la co précipitation. Les deux premières techniques, qui sont par voie solide, nous ont donné des solutions multiphasés; des grenats et des pérovskites avec une légère amélioration pour la méthode de trempe. En revanche, la méthode de co précipitation par voie chimique, exprimée par deux agents précipitants intervenant dans cette méthode (KOH et NH4HCO3). Plusieurs effets ont été introduit pour évaluer les propriétés des matériaux obtenus, notamment ; température de synthèse, source d'aluminium utilisée et le mode de versement entre les précurseurs et l'agent précipitant. Diverses techniques de caractérisation, y compris DRX, FTIR, Raman, photoluminescence, BET, SEM et EDS, ont été utilisées pour évaluer les propriétés des matériaux obtenus. Les résultats structuraux des grenats élaborés avec l'agent NH4HCO3 montrent que la monophasé a été identifiée pour le composé (Gd0.7Lu0.3)3Al5O12 à partir de T= 1150°C, ce qui s'est amélioré au fur et à mesure qu'on augmente la température, ou il cristallise dans un système cubique de groupe d'espace Ia-3d avec des paramètres de maille a=b=c=12.05A°, a=?=90°. Pour les conditions optimales, les résultats montrent que la synthèse de ce composé par titration avec un mode inverse au nitrate d'aluminium par rapport aux sulfate, calcinés à T=1150°C, est le meilleur échantillon monophasé, homogène et uniforme.