Wetting and interfacial bonding in ionocovalent oxide-liquid metal systems

The nature of the metal-ionocovalent oxide interfacial bond is discussed on the basis of different models. Predictions of these models compared to experimental results as regards the wettability of monocrystalline oxides by pure metals lead to the conclusion that interfacial bond is chemical even in non reactive systems. The influence of oxygen and of metallic additions to the metal on the wettability of the oxide is then discussed. Oxygen has two effects : a damage of the wettability at low temperatures when the oxide film covering the liquid metal is stable and an improvement of the wettability at higher temperatures when it is dissolved in the liquid metal. Metallic solutes can also greatly improve the wetting and the thermodynamic adhesion either by adsorption or reaction processes at the metal-oxide interface.A partir de différents modèles, nous discutons de la nature de la liaison interfaciale métal-oxyde ionocovalent. Les prédictions de ces modèles sont comparées aux résultats expérimentaux relatifs à la mouillabilité d'oxydes monocristallins par les métaux purs. Nous en concluons que la liaison métal-oxyde est de type chimique. Nous discutons ensuite de l'influence de l'addition d'oxygène ou de soluté métallique au métal, sur la mouillabilité des oxydes par celui-ci. Il apparait que l'oxygène a deux effets : un effet de détérioration du mouillage aux basses températures lorsque l'oxygène est sous forme de film d'oxyde encapsulant le métal liquide, et un effet d'amélioration aux plus hautes températures lorsque l'oxygène est dissous dans le métal liquide. L'addition de solutés métalliques peut également améliorer le mouillage par adsorption ou par réaction à l'interface, du soluté avec l'oxyde