Essai d’interprétation de l’énergie d’activation expérimentale dans les réactions solide-gaz

III. — Lois de pression et de température en cinétique de croissance d’une couche épaisse protectrice,

Laboratoire de Recherches sur la Réactivité des Solides associé au CNRS, Faculté des Sciences de Dijon., France.

Résumé

Dans la seconde partie de cette étude, le calcul de la vitesse globale de croissance d’une couche protectrice avait été ramené à la résolution d’un système de 4 équations pour un composé semi-conducteur par cations interstitiels ou par lacunes cationiques et à celle d’un système de 2 équations dans les 2 autres cas limites de désordre.

On tire maintenant de ces équations les expressions théoriques de la vitesse globale en fonction des variables intensives, pression et température selon le groupe d’étapes déterminant ou l’étape déterminante et dans les différents cas de symétrie de l’échantillon métallique initial.

On établit la parenté des lois trouvées avec celles qui expriment la concentration des défauts à l’équilibre en fonction de la pression, à température constante ou en fonction de la température, à pression constante, dans les systèmes formés par le composé semi-conducteur et le constituant gazeux.

On montre en particulier que l’énergie d’activation mesurée pour la réaction globale lorsque la diffusion est déterminante est égale à la somme de l’enthalpie d’activation de saut et à l’enthalpie de création des défauts diffusants.

Abstract

In the second part of this work the calculation of the global rate of growth of a protective layer was shown to consist in the solving of either a system of four equations for a semiconducting compound by interstitial cations or cationic vacancies, or a system of two equations for both the other limit cases of disorder.

The theoretical expressions of the global rate are now drawn from these equations as a function of the intensive variables, the pressure and the temperature, being considered the set of limiting steps or the limiting step, for different symetries of the initial metallic sample.

A relationship is layed down between the derived laws those giving the concentration in defects at equilibrium as a function of either the pressure at constant temperature or the temperature at constant pressure, in the system formed by the semiconducting compound and the gas.

Pparticularly, the activation energy measured for the global reaction, when the diffusion is limiting, is shown to be the sum of the activation enthalpy of jump plus the enthalpy of formation of the diffusing defects.