FORMATION OF A NEW PHASE FROM CHEMICAL INTERACTIONS AT AN INTERFACE : NUCLEATION CONTROL

Abstract
Le phénomène considéré constitue un cas particulier de formation d'une nouvelle phase solide à partir d'une interaction d'origine chimique entre deux phases juxtaposées, dont l'une servant de substrat est elle-aussi solide, mais dont l'autre peut être dans n'importe quel état physique, solide, liquide ou gazeux (oxydation par exemple). Les conditions sous lesquelles la germination détient le rôle prépondérant dans ces réactions sont examinées à l'aide de la théorie classique de la germination. Alors qu'assez souvent le mode de croissance de la nouvelle phase est déterminée par la diffusion, l'épaisseur de la couche étant alors proportionelle à la racine carrée du temps, la germination devient dominante lorsque le changement d'énergie libre est suffisamment faible. A la limite dans le cas où la germination est trés difficile celle-ci ne peut avoir lieu qu'à des temperatures élevées où la diffusion est extrêmement rapide ; la réaction prend alors un caractère quasiment explosif. Si l'existence d'un point d'équilibre, eutectoide ou point de décomposition d'un oxide, permet de choisir des conditions où G peut devenir arbitrairement petit, l'existence de tels points d'équilibre n'est pas nécessaire pour que la germination contrôle la réaction. Pour celà il suffit que G soit suffisamment petit. Quelques considérations d'ordre pratique terminent cet exposé

Abstract
The phenomena to be considered here constitute a particular case of the general question of the formation of a new solid phase from a chemical interaction between two adjoining phases, one of which acting as a substrate should be solid also, while the second one can indifferently assume any physical state, solid, liquid or gaseous (as in oxidation). The conditions under which nucleation becomes the rate-determining process in such reactions are analyzed in terms of the classical theory of nucleation. Quite often the growth of the new phase is proportional to the square-root of time indicating diffusion control ; germination comes to play the preponderant role when the change in free energy G is sufficiently small. When germination becomes very difficult, it may take place only at such high temperatures that diffusion ceases to play any significant role and the reaction assumes a quasi explosive character. While the presence of equilibrium points, eutectoid or oxide decomposition, provides the possibilty of making G arbitrarily as small as desired, nucleation-control does not depend on such equilibrium points, the one necessary condition is that G be small. Some practical aspects are considered.