Chapitre I : Généralités
et revue bibliographique
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Chapitre I Généralités et revue
bibliographique
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I.1. Introduction
Dans ce chapitre, nous allons
présenter les éléments des terres rares en donnant leurs
propriétés spécifiques, ensuite nous
présenterons de façon générale les matériaux
luminescents en nous attachant plus particulièrement aux
matériaux scintillateurs dopés aux ions terres rares.
Les différentes applications seront présentées et
la matrice retenu dans le cadre de notre étude sera décrite
notamment d'un point de vue structural.
I.2.Présentation des terres rares I.2.1 Bref
historique
Les terres rares ont été découvertes pour
la première fois en 1794 dans la gadolinite d'Ytterby près de
Stockholm par Johan Gadolin (1760-1852) [1]. Il leur
donna le nom d'yttria; elles contenaient essentiellement l'Yttrium qui est le
premier élément chimique du groupe des terres rares, on
désigne sous ce vocable Terres Rares «un certain nombre de
sesquioxydes difficilement réductibles et dont les
propriétés chimiques différent extrêmement peu»
[2]. A ce titre, M.G. Urbain a écrit en 1900 :
«Et encore, que d'efforts et de patience faut-il déployer pour
arriver à n'isoler que quelques-unes de ces substances !» [3].
L'histoire de la découverte du néodyme est un exemple de ces
difficultés.
Figure I.1. Mine d'Ytterby ( Près de
Stockholm).(a)-Yttrium, (b)- Johan Gadolin
[2].
Physique des matériaux 3
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Chapitre I Généralités et revue
bibliographique
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I.2.2 Définition
Les « Terres Rares TR » ou en anglais
`'Rare Earth RE», comme leur nom l'indique, sont
formées de deux mots dont « terres » le terme qui
désigne des oxydes réfractaires au feu, et « rares »
car les chimistes ont qu'elles se présentent en petites quantités
dans le monde.
Les éléments de terres rares (RE ou TR)
regroupent de 17 éléments chimiques (métalliques)
présents dans le tableau périodique, figure I.2. Ce groupe est
formé des 15 lanthanides allant dans la classification périodique
de Lanthane (Z=57) au Lutécium (Z=71) qui sont classés en deux
sous-groupes :
? Du Lanthane(La) au Gadolinium (Gd) pour les terres rares
Cériques.
? Du terbium (Tb) au Lutécium (Lu) pour les terres
rares Yttriques, auxquels les chimistes ont ajouté deux
éléments Yttrium (Y, Z=39) et Scandium (Sc, Z=21) à cause
de leurs propriétés chimiques très voisines ainsi que leur
présence fréquente dans les mêmes minéraux [4,5].
Tableau périodique
Figure I.2. Présentation des
éléments de terres rares dans le tableau périodique
[4,5].
Physique des matériaux 4
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Chapitre I Généralités et
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