Titanomagnétites et ilménites ferromagnétiques. (I) Étude optique, radiocristallographique, chimique

Résumé Fr

La première partie de cet exposé contient des recherches sur la constitution des titanomagnétites et des ferri-ilménites ferro-magnétiques, minéraux opaques des roches éruptives. Les échantillons étudiés comprennent des composés synthétiques et des monocristaux naturels. Les titanomagnétites sont des spinelles. Les formes simples que l'on a préparées répondent aux deux types : I xFe₃O₄, (1-x) Fe₂TiO₄ II yFe₃O₄, (1-y) Fe TiO₃. C'est la seconde espèce qui est étudiée dans ce mémoire. Le point de Curie θ et l'aimantation à saturation à 20°C, σ∞, ont été déterminés en fonction de y. Une structure est proposée qui permet de retrouver les valeurs de σ∞. Les monocristaux naturels ont d'abord été analysés aux rayons X pour établir leur nature de spinelle, puis observés optiquement, par réflexion, pour vérifier leur homogénéité. L'analyse chimique a montré que ce sont des cristaux mixtes groupant les espèces I et II avec remplacement partiel de Fe²⁺ par Mg²⁺, Mn²⁺ et de Fe³⁺ par Al³⁺. La proportion de TiO₂ ne dépasse pas 20 % mol. Les points sont portés sur un diagramme ternaire (MO, R₂O₃, TiO₂) où ils occupent un domaine triangulaire limité par les droites des composés I et II. Les ferri-ilménites sont rhomboédriques. Les cristaux mixtes III zFe₂O₃, (1-z) FeTiO₃ sont bien connus, mais sous forme paramagnétique. On a préparé une série de ces cristaux ferromagnétiques. Les isérines de Bohême sont des ilménites ferromagnétiques comme le montre l'étude aux rayons X. Les échantillons homogènes ont une constitution voisine de III, avec remplacement partiel de Fe²⁺ par Mg²⁺ ; la proportion de TiO₂ surpasse 40 % mol. Leur domaine est largement séparé de celui des titanomagnétites sur le diagramme ternaire. Dans une deuxième partie nous étudierons les propriétés magnétiques de ces substances.