Synthèse et caractérisation de strontium–calcium–lanthane apatites Sr7−xCaxLa3(PO4)3(SiO4)3F2 0 ≤ x ≤ 2

RésuméDes apatites de formule générale Sr7−xCaxLa3(PO4)3(SiO4)3F2, avec x = 0, 1 et 2, ont été préparées par mécanosynthèse en utilisant un broyeur planétaire. Cependant, les apatites obtenues sont carbonatées. À titre de comparaison, le composé Sr7La3(PO4)3(SiO4)3F2 a été synthétisé par réaction à l’état solide à 1300 °C. Afin de déterminer l’influence de la méthode de synthèse sur la distribution du lanthane entre les deux sites cationiques, un affinement par la méthode de Rietveld a été réalisé sur ce dernier composé, obtenu par les deux méthodes de synthèse. Il ressort de cette étude que le lanthane est localisé préférentiellement dans le site Me(1) lorsque ce composé est préparé par broyage, alors qu’il présente une préférence marquée pour le site Me(2) dans le cas où le traitement thermique a été utilisé. Par ailleurs, les propriétés électriques de ce composé ont été étudiées par spectroscopie d’impédance complexe. Une rupture de pente a été observée sur le diagramme d’Arrhenius. Elle a été reliée à la nature de la liaison Sr/La–F.

Apatites with the chemical formula Sr7−xCaxLa3(PO4)3(SiO4)3F2, where x = 0, 1 and 2, were prepared by mechanochemical synthesis using a planetary mill. However, the obtained apatites were carbonated. For comparison, the compound with x = 0 was synthesized by a solid-state reaction at 1300 °C. To determine the influence of the synthesis method on the distribution of the lanthanum between the two cationic sites, a refinement by the Rietveld method was carried out on the latter compound, obtained by the two synthesis methods. This study shows that lanthanum was preferentially located in the sites Me(1) when mechanochemical synthesis was used, while it has a marked preference for the sites Me(2) when heat treatment was used. In addition, the electrical properties of the compound were investigated by impedance spectroscopy. The main result is that the Arrhenius plot presents a change in slope. This break has been related to the nature of the Sr/La–F bond.