Oxyde de Cérium

L’Oxyde de Cérium, de formule chimique CeO₂, est un composé inorganique constitué de cérium et d’oxygène. Il se présente sous la forme d’une poudre jaune à rose pâle, inodore et insoluble dans l’eau. Ce solide cristallin adopte une structure fluorite cubique, ce qui lui confère une grande stabilité thermique et chimique. Sa densité est d’environ 7,13 g/cm³, et son point de fusion dépasse 2400°C. L’oxyde de cérium est caractérisé par sa capacité à stocker et libérer de l’oxygène grâce à la transition entre les états d’oxydation Ce⁴⁺ et Ce³⁺, ce qui lui confère des propriétés catalytiques remarquables.

Découvert au début du XIXᵉ siècle par le chimiste suédois Jöns Jacob Berzelius, le cérium doit son nom à l’astéroïde Cérès, identifié quelques années plus tôt. L’oxyde de cérium est obtenu par extraction à partir de monazite et de bastnäsite, deux minéraux riches en terres rares. Le procédé d’obtention passe par une attaque acide, suivie d’une précipitation sélective et d’une calcination à haute température pour former CeO₂ pur.

L’Oxyde de Cérium joue un rôle crucial dans de nombreux domaines. Il est largement utilisé comme catalyseur dans les pots d’échappement automobiles pour réduire les émissions polluantes. Il sert également d’abrasif dans le polissage des verres et des semi-conducteurs en raison de sa dureté et de sa capacité à éliminer les micro-rayures. Ce composé entre dans la fabrication des écrans solaires, où il remplace le dioxyde de titane comme agent de protection contre les UV. En tant qu’additif dans les carburants, il améliore la combustion en réduisant la formation de particules fines.

Sur le plan chimique, l’Oxyde de Cérium réagit avec les acides forts pour former des sels de cérium. Il est également capable de réagir avec l’hydrogène pour former des hydrures. Sa réactivité avec les gaz oxygénés en fait un matériau de choix pour les capteurs et les piles à combustible.

Grâce à sa polyvalence et à ses propriétés exceptionnelles, l’Oxyde de Cérium demeure un matériau clé dans l’innovation technologique et l’industrie moderne.

PRINCIPALES UTILISATIONS

L’oxyde de cérium (CeO₂) possède une large gamme d’applications grâce à ses propriétés uniques, notamment sa capacité à stocker et libérer de l’oxygène, sa stabilité thermique et chimique, ainsi que son action abrasive. Ses principales utilisations se répartissent dans plusieurs domaines clés :

1. Industrie automobile

• Catalyseur dans les pots d’échappement : Il est utilisé dans les catalyseurs des véhicules pour réduire les émissions de gaz polluants (CO, NOₓ, hydrocarbures imbrûlés) en favorisant leur oxydation.
• Additif dans les carburants : Il améliore l’efficacité de la combustion et réduit les émissions de particules fines en abaissant la température d’oxydation des suies.

2. Industrie du verre et de l’optique

• Agent de polissage : Il est utilisé pour polir les verres optiques, les écrans LCD, les lentilles de caméras, les miroirs de télescopes et les surfaces des semi-conducteurs.
• Dépollution des verres : Il élimine les impuretés et joue un rôle dans la décoloration du verre en neutralisant les teintes indésirables.

3. Énergie et environnement

• Piles à combustible et capteurs d’oxygène : Grâce à sa capacité à stocker et libérer de l’oxygène, il est utilisé dans les électrolytes de piles à oxyde solide et dans les capteurs de gaz.
• Photocatalyse et dépollution : Il est étudié pour la purification de l’air et de l’eau, notamment pour la dégradation des polluants organiques sous irradiation UV.

4. Industrie électronique

• Fabrication de semi-conducteurs : Il sert à la passivation et à la protection des circuits intégrés.
• Matériaux diélectriques : Il est utilisé comme isolant dans certaines applications microélectroniques.

5. Industrie aérospatiale et défense

• Revêtements thermiques : Il est utilisé pour améliorer la résistance des matériaux à haute température, notamment dans les moteurs d’avions et les turbines.
• Composites céramiques avancés : Il entre dans la fabrication de matériaux ultra-résistants pour les applications militaires et spatiales.

Grâce à ces nombreuses applications, l’oxyde de cérium est un matériau stratégique pour plusieurs industries de pointe.

CARACTÉRISTIQUES

• Formule moléculaire : CeO2
• Origine : Chine
• Pureté : 99% min
• Numéro Cas : 1306-38-3
• Numéro CE : 215-150-4
• Numéro UN : non réglementé
• Qualité : technique

SYNONYMES (LISTE NON EXHAUSTIVE)

Dioxyde de cérium

CONSEILS D'EMPLOI

L’oxyde de cérium est l’un des meilleurs abrasifs pour le polissage du verre, notamment pour les lunettes, les pare-brises, les miroirs ou les vitres. Voici les étapes et conseils pour une utilisation optimale :

1. Préparation du mélange

• Dilution recommandée : Mélanger 100 à 200 g d’oxyde de cérium avec 1 L d’eau pour obtenir une suspension homogène.
• Consistance idéale : Le mélange doit avoir une texture laiteuse, ni trop liquide ni trop épaisse, pour éviter un séchage prématuré ou une dispersion inefficace.

2. Choix et préparation de l’outil de polissage

• Utiliser un tampon de feutre, un disque en feutre ou une feutrine rotative montée sur une perceuse ou une polisseuse.
• S’assurer que l’outil de polissage est propre et exempt de poussières pour éviter de rayer le verre.

3. Application de la suspension

• Appliquer généreusement la suspension d’oxyde de cérium sur la surface en verre.
• Maintenir la surface légèrement humide en ajoutant régulièrement de l’eau pour éviter le séchage du produit, ce qui pourrait causer des rayures.

4. Polissage du verre

• Travailler avec des mouvements circulaires ou linéaires réguliers pour assurer un polissage uniforme.
• Appliquer une pression modérée, suffisante pour enlever les rayures sans risquer d’endommager la surface du verre.
• Utiliser une vitesse moyenne à faible si vous travaillez avec une polisseuse électrique (généralement entre 1 500 et 3 000 tours/minute).

5. Nettoyage et finition

• Après polissage, rincer abondamment le verre à l’eau claire pour éliminer tout résidu de produit.
• Essuyer avec un chiffon en microfibre propre pour éviter les traces et améliorer la brillance finale.

6. Conseils supplémentaires

• Tester d’abord sur une petite zone peu visible pour s’assurer du bon effet de polissage.
• Éviter les excès de chaleur (due à une pression excessive ou une vitesse trop élevée), car cela peut causer des microfissures dans le verre.
• Stocker l’oxyde de cérium dans un endroit sec et hermétique pour éviter l’absorption d’humidité et maintenir son efficacité.

En suivant ces étapes, vous obtiendrez un polissage optimal et une surface de verre parfaitement lisse et brillante !