Numéro
J. Phys. Colloques
Volume 38, Numéro C7, Décembre 1977
COLLOQUE INTERNATIONAL du C.N.R.S.
L'ORDRE ET LE DÉSORDRE DANS LES SOLIDES / ORDER AND DISORDER IN SOLIDS
Page(s) C7-395 - C7-395
DOI https://doi.org/10.1051/jphyscol:1977779
COLLOQUE INTERNATIONAL du C.N.R.S.
L'ORDRE ET LE DÉSORDRE DANS LES SOLIDES / ORDER AND DISORDER IN SOLIDS

J. Phys. Colloques 38 (1977) C7-395-C7-395

DOI: 10.1051/jphyscol:1977779

VII. - SPINODAL DECOMPOSITION AND CRITICAL PHENOMENA
THEORY OF SPINODAL DECOMPOSITION

J. S. LANGER

Carnegie-Mellon University, Pittsburgh, PA 15213 U.S.A.


Résumé
On décrit succinctement une théorie analytique de la décomposition spinodale, déjà publiée [l] et résumée par ailleurs [2], en insistant sur son domaine d'application. Cette théorie conduit aux mêmes résultats quantitatifs que des simulations de séparation de phases au centre de la lacune de miscibilité à l'aide de la méthode de Monte Carlo [3]. Tout comme les simulations, la théorie analytique ne montre aucune différence qualitative entre la décomposition spinodale et la décomposition par germination et croissance au voisinage de la ligne spinodale classique. La théorie est utile surtout par rapport aux expériences où les propriétés d'équilibre du système monophasé près de la lacune de miscibilité cohérente sont mesurées en même temps que la diffusion aux petits angles, la résistivité électrique, la susceptibilité magnétique, etc. pendant la décomposition. Des mesures directes de la distance de corrélation atomique et du coefficient de diffusion sont particulièrement importantes. Les résultats récents de Goldburg et al. [5] sur la décomposition spinodale d'un mélange fluide, 2-6 lutidine et eau, illustrent bien l'utilisation de ce type de données pour l'interprétation des résultats. Ces résultats montrent également l'importance d'une trempe rapide sur un faible intervalle de température pour observer effectivement la réaction spinodale.


Abstract
An analytic theory of spinodal decomposition, originally published in Reference [1] and reviewed in [2], is described briefly with emphasis on its limits of validity. This theory is quantitatively consistent with Monte-Carlo simulations [3] of phase separation in the center of the miscibility gap and, like these simulations, exhibits no qualitative distinction between spinodal and nucleation mechanisms in the neighbor-hood of the classical spinodal line. The theory is most useful in connection with experiments in which equilibrium properties of the one-phase system just outside the coherent miscibility gap are measured along with time-dependent small-angle scattering, resistivity, magnetic susceptibility, etc. [4] during decomposition. In particular, direct measurements of the correlation length and diffusion constant are specially valuable. The use of such information in the analysis of experimental data is illustrated by recent results of Goldburg et al. [5] on spinodal decomposition in a two-fluid mixture, 2-6 lutidine and water. These results also demonstrate the importance of a rapid, shallow quench for observation of the actual spinodal reaction.