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M: Metallphysik

M 11: Diffusion und Punktdefekte III

M 11.3: Fachvortrag

Montag, 26. März 2001, 15:45–16:00, S12

Die Diffusion von Natrium und Kalium in einer eutektischen Schmelze — •Günter Majer und Adolf Feinauer — Max-Planck-Institut für Metallforschung, Heisenbergstraße 1, 70569 Stuttgart

In der eutektischen Schmelze Na_0,32K_0,68 wurden die Diffusionskoeffizienten von ²³Na und ³⁹K zwischen der Schmelztemperatur (T_m ≈ 260 K) und 640 K mit der Methode der gepulsten magnetischen Feldgradienten (PFG-NMR) gemessen. Durch die Wahl der Probengeometrie wurde sichergestellt, dass keine räumlich beschränkte Diffusion auftritt. Zudem sind die Ergebnisse nicht durch gravitationsbedingte Konvektion beeinflußt, da die Beobachtungszeiten bei der PFG-NMR im Millisekunden-Bereich liegen. Die Temperaturabhängigkeit der Diffusionskoeffizienten läßt sich sowohl für Natrium als auch für Kalium im untersuchten Temperaturbereich gut durch ein Arrhenius-Gesetz, D=D₀ exp(−H_a/k_BT), beschreiben. Dabei ergeben sich für Natrium die Diffusionsparameter H_a = 90 meV und D₀ = 8.5·10⁻⁸m²s⁻¹ und für Kalium H_a = 80 meV und D₀ = 4·10⁻⁸m²s⁻¹. Die Ergebnisse werden mit früheren PFG-Messungen der Selbstdiffusion in flüssigem Natrium sowie der Diffusion von ⁶Li und ⁷Li in Schmelzen unterschiedlicher ⁶Li/⁷Li Isotopenzusammensetzung verglichen. Der Zusammenhang zwischen D(T_m) und der mittleren Masse der Matrix deutet auf einen kollektiven Mechanismus der Selbstdiffusion in Metallschmelzen hin.