Influence Du Rapport Atomique Ca/P Initial Sur La Synthèse Sous Atmosphère Humide D’apatite

Abstract

Le comportement sous atmosphère humide des mélanges initiaux de la calcite et du di-ammonium hydrogénophosphate à différents rapport atomique (Ca/P)_initiala été étudié. L’analyse par diffraction des rayons X (DRX) montre que les produits obtenus ont tous une structure apatitique. Il montre la présence à côté de celle de l’apatite, des raies identifiables à la calcite pour des rapports atomiques initiaux supérieurs à 1.50. Par ailleurs, la spectroscopie d’absorption infrarouge (IR) révèle dans les différents cas, la présence autre que les bandes attribuables aux ions PO₄ ³⁻dans une apatite, des bandes à 875 cm⁻¹caractéristique des groupements HPO₄ ²⁻dans une apatite déficiente en ion calcium. De même, le traitement thermique à 1000°C des poudres synthétisés a mis en évidence que les apatites formées sont non stœchiométriques. Les analyses chimiques montrent, par ailleurs, que lorsque le rapport atomique Ca/P du mélange initial est inférieur à 1.50, l’apatite formée a un rapport atomique Ca/P égal à 1.58. Par contre, lorsque le rapport Ca/P initial est supérieur à 1.50, le produit formé est biphasique et a un rapport atomique Ca/P de 1.62. Ce rapport est dû essentiellement à la présence d’un excès de CaCO₃dans le mélange initial (DRX, IR).

Mots clés Apatite; atmosphère humide; calcite; hydrothermal; synthèse

Abstract The behavior, in a humid atmosphere, of the initial mixtures of calcite and diammonium hydrogenophosphate at different atomic ratio (Ca/P) was studied. The X-ray diffraction (XRD) analysis shows that all the products obtained have apatite structure. For initial atomic ratios greater than 1.50, the XRD analysis shows the presence of reflections different from those of apatite, which may be attributed to calcite. Analysis by infrared (IR) absorption spectroscopy allows to distinguish between the two cases: in addition to the presence of bands due to the PO₄ ³⁻ions in apatite further bands at 875 cm⁻¹characteristic of HPO₄ ²⁻in apatite deficient with respect to calcium ions are observed. Similarly, the powders synthesized by heat treatment at 1000°C showed that nonstoichiometric apatites are formed. Chemical analyses show, that when the atomic ratio Ca/P of the initial mixture is less than 1.50, the apatite formed has an atomic Ca/P ratio of 1.58. When the initial Ca/P ratio is greater than 1.50, the product formed is biphasic and has an atomic ratio Ca/P of 1.62. This result is mainly due to the presence of an excess of CaCO₃in the original mixture (XRD, IR).

GRAPHICAL ABSTRACT

Keywords:

• Apatite
• calcite
• hydrothermal
• synthesis
• wet atmosphere