Photographie/Émulsions argentiques/Les cristaux d'halogénures d'argent
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Bibliographie
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Données cristallographiques
modifierLes halogénures d'argent cristallisent dans le système cubique, avec une maille de 0,5774 nm pour le bromure et 0,5550 nm pour le chlorure.
Les ions halogènes sont beaucoup plus volumineux que les ions argent, ce qui n'empêche pas les divers halogénures de syncristalliser facilement, c'est-à-dire qu'un ion chlorure ou iodure peut facilement se substituer à un ion bromure dans un cristal. Ces cristaux se présentent le plus souvent sous l'aspect de plaquettes triangulaires ou hexagonales qui résultent de la troncature du motif cubique de base dans une direction perpendiculaire sa la diagonale principale (troncature des sommets).
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Troncatures des sommets d'un cristal cubique. Lors du séchage de la gélatine contenant ces cristaux plats, ceux-ci tendent à s'orienter parallèlement à la surface, ce qui augmente la probabilité d'impact des faisceaux de photons. |
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Les différentes émulsions comportent des grains de tailles adaptées. La sensibilité des émulsions à la lumière est d'autant plus importante qu'elles comportent des grains plus gros. |
Défauts et sensibilité à la lumière
modifierLes régions spectrales de sensibilité des cristaux d'halogénures d'argent correspondent à leurs bandes d'absorption des rayonnements, selon la loi de Grotthus-Draper.
Le spectre d'absorption du chlorure présente deux maxima à 0,25 et 0,27 µm, celui du bromure à O,27 et 0,305 µm, c'est-à-dire que ces deux halogénures sont essentiellement sensibles à l'ultraviolet proche du spectre visible. La limite d'absorption est située dans le visible vers 0,43 µm pour le chlorure et 0,5 µm pour le bromure, ce qui correspond à une sensibilité au violet pour le premiert et qui va jusqu'au bleu pour le second. Les radiations de longueur d'onde supérieure sont pratiquement sans action sur ces cristaux car elles ne transportent pas assez d'énergie pour provoquer la réaction endothermique de décomposition nécessaire à la formation de l'image argentique.
La sensibilité des cristaux est fonction des imperfections du réseau cristallin, lesquelles sont de multiples sortes :
| La déformation des orbites électroniques peut être due au rapprochement des noyaux sous l'effet des forces de Van der Waals (forces qui interviennent, entre autres, pour créer la cohésion des matériaux solides), elle autorise l'éjection facile de l'électron supplémentaire de l'ion halogène. | |
 
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Les dislocations en coin ou en hélice sont favorisées par les tensions très importantes dues au liant (gélatine). |
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La substitution d'atomes fait entrer dans un réseau cristallin des atomes étrangers plus petits ou plus gros que ceux qui devraient s'y trouver. Ainsi, la présence dans un cristal de bromure d'argent d'ions iodure, beaucoup plus volumineux, provoque une distension locale du réseau. |
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Les défauts internes de Frenkel consistent en la présence simultanée, en nombre égal, d'ions occupant des sites intersticiels (ici des ions argent) et de lacunes. La charge électrique globale ne varie pas. |
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Les défauts de Schottky sont des lacunes, il manque dans le cristal un nombre égal d'ions négatifs (bromure) et d'ions positifs (argent), ce qui ne change pas non plus la charge électrique globale. |
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Les ressauts et les terrasses sont des irrégularités de la surface des cristaux, elles provoquent des déformations locales des orbites électroniques. |
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Un ion bivalent comme Cd++, Pb++ S - - prend la place d'un ion simple mais se comporte comme deux ions eu égard à sa charge électrique. C'est ainsi que se forment à la surface des cristaux d'halogénures des centres de sensibilité où l'on trouve des ions sulfure. |
Ces divers défauts ont tous pour effet de fragiliser les cristaux et, dans le cas de la photographie, d'augmenter la sensibilité à la lumière des cristaux d'halogénures d'argent. C'est pourquoi on s'arrange souvent pour favoriser leur formation.
Les grains T
modifierEn 1982, Kodak a mis sur le marché l'émulsion négative couleur de haute sensibilité Kodacolor VR 1000 qui comporte des cristaux d'halogénure d'argent dont la forme plate est inédite. Selon Kodak, à l'époque, la mise au point des grains T est la plus importante percée réalisée depuis 50 ans dans le domaine de l'émulsion photographique.