Général

Oeil de chat Chrysobéryl

Oeil de chat Chrysobéryl

Oeil de chat Chrysobéryl

Le chrysobéryl (du grec chrysos « or » et béryl « quartz ») est une forme de chrysobéryl qui contient une quantité importante de la forme cristalline plus rare d’yttrium-aluminium-grenat (YAG) du minéral béryl. Les cristaux de YAG sont transparents à translucides, de couleur rouge orangé (le plus souvent de couleur jaunâtre à paille, mais peut aussi être orange ou marron). Il se forme lorsque le béryl YAG est altéré en ajoutant une petite quantité d'un cation de métal alcalino-terreux.

Cela se fait en ajoutant un alcali à une solution saturée de béryl dans du sulfate de sodium (salpêtre) pendant quelques heures à. Le précipité (aluminate d'yttrium) sera constitué d'un mélange de béryl, de YAG et d'autres formes de YAG.

Propriétés

La lumière réfléchie par le cristal est un mélange de vert et de jaune, dont la couleur est déterminée par la concentration en yttrium et la présence de certains ions aluminium.

Cette forme de chrysobéryl est la plus stable à un pH d'environ 9, ce qui n'est pas très stable. En général, les métaux alcalino-terreux comme le calcium déplaceront la stabilité du minéral vers un pH acide, tandis que les métaux des terres rares trivalents comme le gadolinium déplaceront la stabilité vers un pH plus alcalin.

Synthèse

Le chrysobéryl est une forme relativement rare de chrysobéryl, car il ne peut être produit que lorsque le YAG est transformé en un mélange de YAG et d'autres phases. Cela se fait en ajoutant un alcali, sous la forme d'un sel tel que NaOH, à une solution saturée du béryl.

L'ajout du sel entraînera la précipitation du béryl hors de la solution, qui sera ensuite remplacé par un mélange de béryl et d'autres formes de YAG. Ce mélange est à son tour mélangé à un sel de métal alcalino-terreux, tel que Ca(OH)2 ou Mg(OH)2. Ceci provoquera la formation d'une solution solide du béryl, du YAG et du métal alcalino-terreux, qui sera constituée d'un mélange d'aluminate d'yttrium, de béryl et d'halogénure de métal alcalino-terreux. La solidification se fait lentement, comme c'est souvent le cas avec la plupart des minéraux.

La formation d'une solution solide peut être détectée par le changement progressif de la couleur optique du béryl au mélange de YAG et d'halogénure de métal alcalino-terreux, car les ions de métal alcalino-terreux formeront une enveloppe interne autour du YAG.

Le produit final est ensuite broyé et la poudre résultante tamisée en fines tailles.

Formation

Dans la nature, le chrysobéryl est formé en présence de béryl dans un processus connu sous le nom de diagenèse. Le béryl est un minéral qui contient une petite quantité d'yttrium et peut également contenir d'autres éléments de terres rares tels que la samarskite et la bastnäsite. Dans la plupart des cas, le YAG est contenu dans la bastnäsite et est connu sous le nom de bastnasite. Il est possible d'isoler la bastnasite et de la purifier pour qu'elle ne contienne aucun autre élément de terres rares. La bastnasite réagira avec un léger excès d'alcali pour provoquer la formation de chrysobéryl, un certain excès de béryl étant perdu dans le processus. L'excès est récupéré dans un précipité de béryl appelé paulingite.

Le processus est le suivant :

Le béryl se dissoudra dans une solution du sel d'un métal alcalino-terreux, un excès de béryl étant ajouté.

Au point de saturation du béryl, le béryl commencera à précipiter, provoquant une légère sursaturation par rapport au YAG.

L'yttrium précipitera hors de la solution et sera mélangé avec le béryl, formant le mélange de YAG et de béryl.

Une petite quantité de bastnasite (et d'autres phases de béryl) se dissoudra dans le mélange sursaturé.

L'alcali est ensuite ajouté à la solution.

L'alcali réagira avec la bastnasite, précipitant un mélange de bastnasite et d'halogénure de métal alcalino-terreux.

Le mélange précipité précipitera alors lentement hors de la solution sous la forme d'une solution solide.

Les usages

Optique

L'œil de chat Chrysobéryl est principalement utilisé comme matériau optique. Il possède bon nombre des mêmes caractéristiques que le zircon et est généralement utilisé dans les mêmes applications. La principale différence entre ces deux matériaux est que le zircon a tendance à être très cassant et est donc plus facilement usiné dans des formes intéressantes. Le chrysobéryl est plus stable, avec une transparence plus élevée, et il est plus difficile à former.

L'œil de chat Chrysobéryl est le plus souvent considéré comme un composant des pierres précieuses dans les bijoux. Ceux-ci se présentent généralement sous la forme d'un cabochon, qui est poli à plat de tous les côtés.

La couleur est fonction du rapport de l'yttrium au béryl. Ce rapport doit être voisin de 1:2 pour obtenir la couleur typique de ce minéral.

Certaines autres utilisations du chrysobéryl sont dans la production de prismes à utiliser dans les lasers. Le chrysobéryl a un indice de réfraction plus élevé que d'autres matériaux, tels que le zircon. La capacité de réfracter la lumière dans différentes directions est extrêmement précieuse dans de telles utilisations.

Thermoélectrique

L'œil de chat de chrysobéryl possède bon nombre des mêmes propriétés que le zircon, qui a longtemps été utilisé comme matériau thermoélectrique. Les coefficients de température de résistance électrique du zircon et du chrysobéryl sont similaires, se situant autour de 5 ppm/°C. C'est une propriété importante, car un dispositif thermoélectrique doit avoir de faibles coefficients de température pour fonctionner efficacement. Un coefficient de température élevé entraînera une augmentation de la résistance électrique à basse température, comme à température ambiante, tout en provoquant une diminution de la résistance à haute température. Tel


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