THEORY OF PHASE SEPARATION IN LIQUID METAL ALLOYS

Résumé
Le point critique de séparation de phases dans les alliages liquides de métaux aux électrons presque libres a été déterminé par deux méthodes différentes. La première est une méthode variationnelle dans laquelle l'énergie libre de Helmholtz de l'alliage est écrite en fonction de facteurs de structure des sphères rigides et de l'entropie. Le diagramme des phases est déterminé par la tangente commune des isothermes de l'énergie libre. Dans la deuxième méthode, on utilise l'approximation de champ moyen pour obtenir des fluctuations de concentration à grande longueur d'onde. La divergence de ces fluctuations est le critère pour déterminer le point critique. Chacune de ces méthodes donne un point critique qui correspond bien avec l'expérience dans un certain nombre d'alliages binaires, et en même temps indique des relations systématiques entre le point critique et certains paramètres comme le diamètre effectif des ions, le volume atomique, et la différence entre les valences des métaux constituant l'alliage.

Abstract
The critical point for phase separation in liquid alloys of nearly-free-electron metals is determined by two different methods. The first involves a variational approach in which the Helmholtz free energy of the alloy is expressed in terms of hard-sphere structure factors and entropy. The phase boundary is then found by a common tangent construction applied to the free energy isotherms. In the second approach, the long-wavelength concentration fluctuations are calculated within a meanfield approximation. The divergence of these fluctuations is then used as a criterion to determine the critical point. Both methods lead to critical points in satisfactory agreement with experiment in a number of binary alloys, and in addition suggest systematic relations between the phase boundary and such parameters as effective ionic diameters, atomic volumes, and valency differences between the alloy constituents.