Adhésion thermodynamique dans les systèmes non-réactifs métal liquide-alumine

Laboratoire de Thermodynamique et de Physico-Chimie Métallurgiques, U.A. CNRS 29, ENSEEG, Domaine Universitaire, 38402 Saint Martin d'Hères Cedex, France.

Résumé

Nous procédons à une analyse critique des valeurs expérimentales du travail d'adhésion sur l'alumine d'une quinzaine de métaux purs ne réagissant pas avec cet oxyde. Les résultats retenus sont utilisés pour discuter de la validité des modèles d'adhésion dans les systèmes métal/oxyde stable, existants. Nous constatons que ces modèles qui supposent que dans ces systèmes l'adhésion est assurée par les seules liaisons métal-O^2–, sont insuffisants. Nous montrons que les résultats expérimentaux peuvent être interprétés à condition de tenir également compte des interactions métal-aluminium à l'interface.

Abstract

Thermodynamic adhesion between alumina and non-reactive pure metals is studied on the basis of the adhesion work (W) data. In view of the great scattering of the experimental values of W, a critical analysis of these results is performed. Values of W for 14 metal-alumina systems are selected. These values are used to discuss about the validity of the existing models of metal-oxide adhesion. We show that : (1) Models supposing that only Van der Waals interactions exist at the metal-oxide interface, are unable to explain differences on W as high as 1 000 % experimentally obtained for various metal-alumina pairs. (2) W values well correlate with an empirical equation containing bulk thermodynamic quantities of both metal-oxygen and metal-aluminium bonds. These results indicate that chemical interactions would exist at the interface even for non-reactive metal-ceramic systems.