Yttrium - Définition

sécurité

Les composés de l'yttrium solubles dans l'eau sont considérés comme modérément toxiques, ceux insolubles dans l'eau comme non-toxiques. Au cours des expériences sur des animaux, l'yttrium et ses composés ont entraîné des domages au foie et aux poumons, mais la toxicité est variable suivant le composé considéré. Chez le rat, l'inhalation de citrate d'yttrium cause des œdèmes pulmonaires et des dyspnée, tandis que l'inhalation de chlorure d'yttrium occasionne des œdèmes du foie, des épanchements pleural et des hyperémies pulmonaires.

Une exposition à des composés yttriés peut entraîner chez l'homme des maladies des poumons. Des travailleurs exposés à des poussières de vanadate d'europium et d'yttrium en suspensions ont ressenti des irritations légères des yeux, de la peau et des voie respiratoires, mais qui peuvent peut-être avoir été causée par le vanadium plutôt que par l'yttrium. Une exposition intense à des composés yttriés peut entraîner des essoufflements, de la toux, des douleurs à la poitrine et une cyanose. Le NIOH recommande de ne pas dépasser une exposition limite de 1 mg/m³ et un DIVS de 500 mg/m³. Les poussières d'yttrium sont inflammables.

Applications

Utilisations grand public

L'yttrium est l'un des éléments utilisés pour produire les luminophores rouges pour les téléviseurs à écran cathodique

L'oxyde d'yttrium peut être dopé par des ions Eu³⁺ et servir de réatif pour obtenir de l'orthovanadate d'yttrium YVO₄:Eu³⁺ ou de l'oxysulfure d'yttrium Y₂O₂S:Eu³⁺, qui sont des luminophores utilisés pour obtenir la couleur rouge dans les téléviseurs à tube cathodique. La couleur rouge en elle-même est produite par la désexcitation des atomes d'europium. Les composés d'yttrium peuvent être dopés par différents cations lanthanides. Tb³⁺ peut être utilisé pour obtenir une luminescence verte. L'oxyde d'yttrium est également utilisé comme additif de frittage pour la production de nitrure de silicium poreux.

Des composés de l'yttrium sont utilisés comme catalyseur pour la polymérisation de l'éthylène. Sous forme métallique, il est utilisé dans les électrodes de certaines bougies d'allumage à hautes performances. L'yttrium est également utilisé dans la fabrication de manchons à incandescence pour les lampes au propane, en remplacement du thorium radioactif.

L'utilisation de zircone stabilisé à l'yttrium est en plein développement, notamment comme électrolyte solide (conducteur d'oxygène) et comme capteur d'oxygène dans les systèmes d'échappement automobile.

Grenats

Laser Nd:YAG laser

L'yttrium est utilisé dans la production d'une grande variété de grenats synthétiques, et l'oxyde d'yttrium est utilisé pour produire des YIG (grenat de fer et d'yttrium) qui sont des filtres micro-ondes très efficaces. Les grenats d'yttrium, fer, aluminium et gadolinium (par ex. Y₃(Fe,Al)₅O₁₂ et Y₃(Fe,Ga)₅O₁₂) possèdent des propriétés magnétiques importantes. Les YIG sont également très performants en tant que transmetteur d'énergie acoustique et comme transducteur.

Les grenats d'aluminium et d'yttrium (Y₃Al₅O₁₂ ou YAG) possède une dureté de 8,5 (échelle de Mohs) et sont utilisés en joaillerie pour imiter le diamant. Dopé par du cérium, les cristaux de YAG:Ce sont utilisés comme luminophores dans des LEDs blanches.

Les YAG, l'oxyde d'yttrium, le fluorure d'yttrium de de lithium, et l'orthovanadate d'yttrium sont utilisés dopés notamment par le néodyme, l'erbium ou l'ytterbium dans les lasers proches infrarouge. Les lasers YAG peuvent être utilisés à haute puissance et sont utilisés pour la découpe de métaux. Les monocristaux de YAG dopé sont généralement fabriqués par la méthode Czochralski.

Additif

De petites quantités d'yttrium (0.1 à 0.2%) ont été utilisés pour réduire la taille des grains du chrome, du molybdène, du titane et du zirconium. Il est également utilisé pour améliorer les propriétés mécaniques d'alliages d'aluminium et de magnésium. L'ajout d'yttrium à des alliages facilite généralement leur mise en forme, réduit la recristallisation à haute température et augmente de manière significative la résistance à l'oxydation à hautes températures.

L'yttrium peut être utilisé pour désoxyder le vanadium et d'autres métaux non ferreux. L'oxyde d'yttrium est utilisé pour stabiliser la zircone cubique, utilisée notamment en joaillerie.

L'oxyde d'yttrium peut également être utilisé dans la formulation de céramiques et de verres, auxquels il confère une meilleure résistance aux chocs ainsi qu'un coefficient de dilatation thermique plus faible. Il est donc notamment utilisé pour les objectifs photographiques.

Médecine

L'isotope radioactif ⁹⁰Y est utilisé dans des médicaments comme l'Yttrium Y 90-DOTA-tyr3-octreotide et l'Yttrium Y 90 ibritumomab tiuxetan, utilisés dans le traitement de plusieurs cancers dont les lymphomes, les leucémies, les cancers des ovaires, du pancréas, des os et le cancer colorectal. Il agit en se fixant aux anticorps monoclonaux, qui à leur tour se lient aux cellules cancéreuses et les détruisent du fait des émissions β liées aux désintégration de l'yttrium 90.

Des aiguilles en yttrium-90, qui peuvent couper de manière plus précises que des scalpels, ont été utilisées pour agir sur les nerfs qui transmettent la douleur dans la moelle épinière, et l'yttrium 90-est également utilisé pour pratiquer des synoviorthèses isotopiques dans le traitements d'inflammations articulaires, particulièrement des genoux, pour des patients atteints par exemple de polyarthrite rhumatoïde.

supraconducteurs

supraconductor YBaCuO

En 1987, de la supraconductivité à haute température critique a été observé dans un matériau contenant de l'yttrium, YBa₂Cu₃O₇. Il ne s'agissait que du deuxième matériau à posséder cette propriété et le premier pour lequel la température critique (Tc = 93K) était supérieure à la température d'ébullition de l'azote liquide (77K).