Self-diffusion coefficient measurements at high temperature by PFG NMR

We have developed a new experimental setup for the measurement of self-diffusion coefficients at high temperature (up to 1500 K) in corrosive liquids. It is based on pulsed field gradient NMR using a 10 mm liquid probe with two channels F-H/X modified and coupled with laser heating. The values obtained thanks to this setup are in good agreement with the available data obtained using the reference method, i.e., the capillary method. We present here results on 19F, 7Li, 23Na, 27Al in molten fluorides. In alkali fluoride mixtures, the self-diffusion coefficients depend weakly on the composition (nature and concentration of the different alkali) but mainly on temperature. In cryolite (Na3AlF6), the diffusion evidences AlFx3 − x species.

RésuméNous avons développé un nouveau dispositif pour mesurer les coefficients d’autodiffusion d’espèces dans des liquides fondus corrosifs jusqu’à 1500 K. Ce dispositif est basé sur la RMN à gradient de champs pulsés et l’utilisation d’une sonde RMN liquide 10 mm avec deux canaux H-F/X broad band modifiée et couplée avec un chauffage laser. Les valeurs obtenues pour les coefficients d’autodiffusion sont en très bon accord avec les valeurs disponibles et obtenues par la méthode de référence, c’est-à-dire, la méthode des capillaires. Nous présentons ici les résultats mesurés sur des fluorures fondus pour plusieurs noyaux : 19F, 7Li, 23Na, 27Al. Dans les mélanges de fluorures d’alcalins, les coefficients d’autodiffusion des ions dépendent faiblement de la composition du sel (nature et concentration des différents alcalins), mais principalement de la température. Dans la cryolithe fondue, les coefficients d’autodiffusion mettent en évidence la présence d’espèces de type AlFx3 − x.