Oxyde de lutétium

Nom du matériau	Oxyde de lutétium
Formule	Lu2O3
N° CAS	12032-20-1
Numéro EINECS.	234-764-3
Poids moléculaire	397.932
Densité	9,42 g/cm3
Point de fusion	2487°C
Point de boulonnage	4200°C
Apparence	Poudre blanche
Pureté/Spécification (Lu2O3/REO)	99 % -99,999 %
Solubilité	Insoluble dans l'eau, soluble dans les acides inorganiques.

Aperçu

L'oxyde de lutétium (Lu₂O₃) est une poudre blanche très dense dotée de propriétés chimiques et optiques exceptionnelles, ce qui en fait un matériau haut de gamme pour les technologies de pointe. Avec un numéro CAS de 12032-40-1 et un poids moléculaire de 397,94 g/mol, cet oxyde de terre rare offre des niveaux de pureté de 99,9 % à 99,999 % (5N), avec un point de fusion de 2 404 °C et une densité de 9,42 g/cm⊃3 ; soit la plus élevée parmi tous les oxydes de terre rare. Sa combinaison d'un indice de réfraction élevé, d'une faible énergie de phonons et d'une excellente résistance aux rayonnements le distingue des applications de précision.

Caractéristiques

1. Ultra-haute densité : permet la production de céramiques transparentes avec une densité quasi théorique (≥99,5 % TD), essentielle pour les supports à gain laser et les scintillateurs nucléaires.

2. Large transparence optique : transmet la lumière des régions ultraviolettes (200 nm) à infrarouge moyen (6 μm), idéale pour le revêtement de matériaux dans les télescopes astronomiques.

3. Inertie chimique : Résistant aux environnements acides et alcalins, ce qui le rend adapté à une utilisation dans des équipements de traitement chimique difficiles.

4. Structure cristalline contrôlée : Disponible sous forme cubique (structure fluorite), assurant la compatibilité avec les oxydes d'yttrium et de zirconium dans les systèmes céramiques composites.

5. Faibles impuretés de terres rares : une purification stricte réduit le dysprosium, le terbium et d'autres contaminants REE à <5 ppm, minimisant ainsi l'extinction de la luminescence dans les applications optiques.

Applications

• Céramique transparente : utilisée dans les cristaux LuAG (grenat de lutétium-aluminium) pour les lasers à solide de haute puissance, offrant une conductivité thermique et un seuil de dommage supérieurs à ceux du YAG.

• Scintillateurs nucléaires : combinés avec de l'iodure de césium pour créer des détecteurs pour l'imagerie par rayons gamma dans les diagnostics médicaux (par exemple, TEP) et les contrôles de sécurité.

• Revêtements optiques : déposés sous forme de films minces sur les lentilles et les prismes pour améliorer les propriétés antireflet dans la gamme de longueurs d'onde de 1 à 3 μm, essentielles pour les systèmes d'imagerie thermique.

• Réfractaires à haute température : Forme des composés stables avec le silicium et le carbone, servant de matériau de revêtement dans les creusets en métal fondu fonctionnant au-dessus de 2 000°C.

• Recherche et développement : Agit comme une matrice hôte pour le dopage avec des ions ytterbium ou thulium dans des matériaux de conversion ascendante, permettant ainsi de nouveaux dispositifs photoniques pour la récupération de l'énergie solaire.

FAQ

Q : Existe-t-il une limitation à l'exportation du matériau en Chine ??

R : Depuis avril 2025, notre pays a fait du lutétium un article à double usage, dont les exportations sont soumises à de strictes limitations en Chine.

Mais la licence d'exportation peut éventuellement être autorisée si l'utilisateur final et l'utilisateur final ne sont pas liés à une utilisation militaire.

Q : Pourquoi l'oxyde de lutécium est-il plus cher que les autres oxydes de terres rares?

R : En raison de sa faible abondance naturelle (0,5 ppm dans la croûte terrestre) et de son processus de purification complexe, qui nécessite plusieurs étapes d'extraction par solvant.

Q : Peut-il être utilisé dans l’impression 3D en céramique?

R : Oui, sa poudre nanométrique (50-100 nm) convient à la stéréolithographie et au jet de liant, produisant des composants avec une microstructure uniforme et une résistance mécanique élevée.

Q : Comment l’humidité affecte-t-elle le stockage de Lu₂O₃?

R : Bien qu'il ait une faible hygroscopique, une exposition à long terme à une humidité élevée peut provoquer une légère hydratation de la surface ; conserver dans des récipients scellés avec des sachets déshydratants pour une stabilité optimale.

Q : Quelle est la taille typique des particules pour la synthèse de céramique transparente?

R : Les qualités submicroniques (D50=0,3-0,5 μm) sont préférées pour garantir une densification complète sans porosité résiduelle, obtenant ainsi une clarté optique comparable à celle des monocristaux.

Q : Est-ce qu'il contient des isotopes radioactifs?

R : Le lutétium naturel contient environ 2,6 % de Lu-176 radioactif, mais les qualités industrielles sont chimiquement identiques et ne présentent aucun risque de sécurité supplémentaire au-delà des pratiques standard de protection contre les rayonnements.

Oxyde de lutécium Lu₂O₃
Pureté		3N	3N5	4N	4N5	5N
RÉO%min.		99	99	99	99	99
Lu⊃2;O3/REO%min.		99.9	99.95	99.99	99.995	99.999
Impuretés de terres rares % max.	La⊃2;O3	Total 0,10	Total 0,05	Total 0,0045	0.0002	0.0001
	CeO₂				0.0002	0.00005
	Pr6011				0.0002	0.00005
	Nd⊃2;O3				0.0002	0.00005
	Sm2O3				0.0002	0.00005
	Eu2O3				0.0002	0.00005
	Gd₂O3				0.0002	0.00005
	Tb₄O7				0.0002	0.00005
	Dy2O3			0.0005	0.0002	0.00005
	Ho₂O3			0.0005	0.0002	0.00005
	Er⊃2;O3			0.001	0.0002	0.00005
	Tm²03			0.002	0.0002	0.00005
	Yb₂O3			0.005	0.002	0.0005
	Y2O3			0.001	0.0005	0.0001
Impuretés non-terres rares %max.	Fe₂O3	0.001	0.001	0.0005	0.0005	0.0002
	SiO₂	0.01	0.005	0.005	0.003	0.001
	Cao	0.03	0.01	0.005	0.003	0.001
	Cr	0.03	0.03	0.02	0.015	0.005
LOet Eau%Max.		1	1	1	1	1
Remarque Toute l'expérience se fait sans eau.
Remarque Les autres impuretés des terres rares ne sont pas répertoriées dans le tableau. Tous les autres éléments des terres rares en dehors de Pm, Sc