Synthèse hydrothermale, morphologie et caractérisation par spectroscopie Mössbauer de cristaux de ferbérite et huebnérite

Résumé En Fr

New hydrothermal synthesis methods to obtain crystals of ferberite FeWO₄ and huebnerite MnWO₄ from iron salts (chloride and sulfate), manganese salts (chloride, sulfate, fluoride) and hydrated sodium tungstate are reported here. Using this technique, one obtains pure phases after water leaching, except for the iron sulfate case. Mineral associations like FeWO₄-Fe₃O₄ or FeWO₄-ZnS are realized. The limits of the stability domain of the studied minerals are not reached within the experimental conditions (250 °C-750 °C ; 1 000 bars). The synthetic crystals of ferberite present the {010}, {100}, {011}, {110}, {111}, {120}, {102}, {121} forms in agreement with the theoretical sequence given by the Donnay-Harker laws. The lattice parameters of the ferberite obtained from a least-squares fit of the diffraction data are the following : a = 4.732 ± 0.002 Å, b = 5.706 ± 0.002 Å, c = 4.961 ± 0.002 Å, β = 90° ± 0.02°. The Mössbauer study of the ferberite indicates the presence of Fe²⁺ in a distorted octahedral site and allows the accurate determination of the magnetic ordering temperature T[N] = 76 ± 1 K. At 1.5 K, one obtains (i) a hyperfine magnetic field H[hƒ] = 42 kOe, relatively weak for a divalent oxidation state of iron (ii) a negative sign for the electric field gradient at the iron site (iii) an asymmetry parameter η ~ 0.4.

Nous présentons dans ce travail de nouvelles méthodes de synthèse par voie hydrothermale de cristaux de ferbérite FeWO₄ et de huebnérite MnWO₄ à partir de sels de fer (chlorure et sulfate), de sels de manganèse (chlorure, sulfate, fluorure) et de tungstate de sodium hydraté. La technique employée permet d'obtenir les phases pures après simple lavage à l'eau, excepté dans le cas du sulfate de fer. Certaines associations minérales du type FeWO₄-Fe₃O₄ ou FeWO₄-ZnS sont réalisées. Les limites du domaine de stabilité des minéraux étudiés n'ont pas été atteintes avec les conditions expérimentales utilisées (250-750 °C ; 1 000 bars). Les cristaux synthétiques de ferbérite obtenus présentent les formes {010}, {100}, {011}, {110}, {111}, {120}, {102}, {121}, compatibles avec l'ordre d'apparition théorique des formes prévu par les lois de Donnay-Harker. Les paramètres cristallins de la ferbérite affinés à partir d'un ajustement par moindres carrés des résultats de diffractométrie X sont : a = 4,732 ± 0,002 Å, b = 5,706 ± 0,002 Å, c = 4,961 ± 0,002 Å, β = 90° ± 0,02°. L'étude par spectroscopie Mössbauer de la ferbérite met en évidence la présence de Fe²⁺ dans un site octaédrique déformé et permet de déterminer avec précision la température d'ordre magnétique T[N] = 76 ± 1 K. A 1,5 K, on obtient une valeur du champ magnétique hyperfin, H[hf] = 42 kOe, faible pour un Fe²⁺, un signe négatif du gradient de champ électrique et une valeur du paramètre d'asymétrie η de l'ordre de 0,4.