Etude cristallochimique et physico-chimique de matériaux phosphatés et fluorophosphatés à base de cadmium

par Mohamed Aboussatar

Thèse de doctorat en Chimie, Science des Matériaux

Sous la direction de Daniel Zambon et de Geneviève Chadeyron.

Le président du jury était Christelle Goutaudier.

Le jury était composé de Mokhtar Férid, Houcine Naïli, Bechir Badraoui.

Les rapporteurs étaient Christelle Goutaudier, Mokhtar Férid.


  • Résumé

    Ce travail est consacré à l’étude cristallographique et aux propriétés électrochimiques et optiques de phosphates et fluorophosphates de cadmium. L’exploration du système NaF – CdO – NaPO3 a mis en évidence un nouveau fluorophosphate de formule Na2CdPO4F et a permis de reconsidérer le polymorphisme du phosphate NaCdPO4. Les structures cristallines de ces deux phases ont été résolues grâce à des données de diffraction des rayons X, à partir de matériaux obtenus sous forme pulvérulente par voie céramique. La caractérisation du fluorophosphate Na2CdPO4F a également menée par spectroscopie infrarouge, diffusion Raman et Résonance Magnétique Nucléaire. L’étude électrochimique, menée sur des solutions solides de type Na2(Cd/Mn)PO4F, a révélé que la présence simultanée de deux cations divalents était bénéfique pour l’amélioration des taux de sodation/désodation. Les propriétés de luminescence des matériaux NaCdPO4 et Na2CdPO4F dopés en ions Eu3+, ion émetteur d’une fluorescence rouge, sont étroitement corrélées aux propriétés structurales. Certaines formulations de type NaCdPO4 : Eu3+ sont intéressantes en vue d’une application comme composante rouge dans des dispositifs d’émission de lumière. L’étude du système LiF – CdO – NaPO3 a révélé l’existence d’un fluorophosphate inédit de formule Li4Na41Cd30P30O117F20. Sa structure cristalline, déterminée sur monocristal, est caractérisée par la présence d’une entité inédite PO3F2, où le phosphore admet une coordinence 5.

  • Titre traduit

    Structural and physical-chemical study of cadmium based phosphates and fluorophosphates


  • Résumé

    This work is devoted to the crystallographic study and the electrochemical and optical properties of cadmium phosphates and fluorophosphates. The investigation of the NaF - CdO - NaPO3 system revealed a new fluorophosphate of formula Na2CdPO4F and the polymorphism of the phosphate NaCdPO4. The crystal structures of these two phases were solved using XRD powder diffraction data, from materials obtained by a ceramic route. The characterization of the fluorophosphate Na2CdPO4F was also carried out by infrared spectroscopy, Raman scattering and Nuclear Magnetic Resonance. The electrochemical study, carried out on solid solutions of the Na2(Cd/Mn)PO4F type, revealed that the simultaneous presence of two divalent cations was beneficial for the improvement of the sodation/desodation rates. The luminescence properties of the red emitters NaCdPO4: Eu3+ and Na2CdPO4F: Eu3+ are closely correlated with the structural properties. Some formulations of NaCdPO4: Eu3+ type are of interest for application as red components in light emitting devices. The study of the LiF - CdO - NaPO3 system revealed the existence of an original fluorophosphate of formula Li4Na41Cd30P30O117F20. Its crystal structure, determined on monocrystal, is characterized by the presence of a novel entity PO3F2, where the phosphorus admits a five-fold coordination.


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