Relaxation and diffusion of charge carriers at short and long distance in some ionic conductors of the fluoride ion
Relaxation et diffusion des porteurs de charge a courte et a longue distance dans quelques conucteurs ioniques de l'ion fluorure
Résumé
The transport and diffusion properties of the F ion have been studied within several series of fluorinated materials. The first part of this dissertation is devoted to the application of the model of clustering processes established by J. M. Reau to solid solutions with a structure derived from the fluorite type and comprising tetravalent substitutional cations. This study showed that this model is a general model that allows evaluating the nature and number of long-range charge carriers as a function of composition. The charge carriers in solid solutions M1xM"xF2+2x (M = Ca, Sr, Ba Pb; M" = Th, U) were identified and interstitial fluoride ions F" and the clustering processes were proposed within these sole solutions.
The transport and diffusion properties of the F - ion in the phases of the BiF"-NH4F system are the subject of the second part of this dissertation. The ammonium phases compared to the homologous rubidium phases feature a greater mobility of the F- ion which has been attributed to assisted rotation/reorientation movements of the NH4+ ions. This hypothesis is confirmed by NMR investigations of the phases of the BiF3-NH4F system applied successively to the 1H and 19F nuclei.
The transport and diffusion properties of the F - ion in the phases of the BiF"-NH4F system are the subject of the second part of this dissertation. The ammonium phases compared to the homologous rubidium phases feature a greater mobility of the F- ion which has been attributed to assisted rotation/reorientation movements of the NH4+ ions. This hypothesis is confirmed by NMR investigations of the phases of the BiF3-NH4F system applied successively to the 1H and 19F nuclei.
Les propriétés de transport et de diffusion e l'ion F ont été étudiées au sein de plusieurs séries de matériaux fluorés. La première partie de ce mémoire est consacrée à l'application du modèle des processus de clustérisation établi par J. M. Reau aux solutions solides de structure dérivée du type fluorine et comportant des cations substitutionels tétravalents. Cette étude a montré que ce modèle est un modèle général qui permet 'évaluer la nature et le nombre de porteurs de charge à longue distance en fonction de la composition. Les porteurs de charge dans les solutions solides M1xM"xF2+2x (M = Ca, Sr, Ba Pb ; M" = Th, U) ont été identifiés ux ions fluorure interstitiels F" et les processus de clutérisation ont été proposés au sein de ces solutions soles.
Les propriétés de transport et de diffusion de l'ion F - dans les phases du système BiF"-NH4F sont l'objet de la seconde partie de ce mémoire. Les phases de l'ammonium comparées aux phases homologues du rubidium compotent une plus grande mobilité de l'ion F- qui a été attribuée à des mouvements assistés de rotation/réorientation des ions NH4+. Cette hypothèse est confirmée par des investigations par RMN des phases du système BiF3-NH4F appliquées successivement aux noyaux 1H et 19F.
Les propriétés de transport et de diffusion de l'ion F - dans les phases du système BiF"-NH4F sont l'objet de la seconde partie de ce mémoire. Les phases de l'ammonium comparées aux phases homologues du rubidium compotent une plus grande mobilité de l'ion F- qui a été attribuée à des mouvements assistés de rotation/réorientation des ions NH4+. Cette hypothèse est confirmée par des investigations par RMN des phases du système BiF3-NH4F appliquées successivement aux noyaux 1H et 19F.