High temperature NMR observation of mobile phases up to 1500°C

¹ Centre de recherche sur la physique des hautes températures, CNRS, 45071 Orléans Cedex, France.
² Laboratoire des fluorures, URA 449, université du Maine, 72017 Le Mans Cedex, France.

Abstract

A new high temperature Nuclear Magnetic Resonance device using double laser heating system has been developed for NMR experiments up to 1500°C. Different systems have been investigated, both of theoritical and applied interest. We report here three examples, where the appearance and the role of mobile species are characterized by ²⁷Al, ²³Na and ¹⁹F NMR signal evolution with temperature : solid - liquid transition in cryolite Na₃AlF₆, β-α alumina transformation with fluoride mineralizer, and the effects of mineralizer CaF₂ on the high temperature reactions in the clinker formation.

Résumé

Un nouveau dispositif de Résonance Magnétique Nucléaire haute température utilisant un système de chauffage à deux lasers, a été développé pour les expériences RMN jusqu'à 1500°C. Différents systèmes d'intérêt à la fois théorique et industriel, ont été étudiés. Nous reportons ici, trois exemples, où l'apparition et le rôle des espèces mobiles sont caractérisés par l'évolution du signal RMN de ²⁷Al, ²³Na et ¹⁹F avec la température : transition solide-liquide dans la cryolithe, alphanisation d'une alumine en présence de fluor et effets de CaF₂ sur les réactions à haute température dans la formation des clinkers.