Spontaneous alloying in binary metal microclusters - A molecular dynamics study -

Microcanonical molecular dynamics study of the spontaneous alloying(SA), which is a manifestation of fast atomic diffusion in a nano-sized metal cluster, is done in terms of a simple two dimensional binary Morse model. Important features observed by Yasuda and Mori are well reproduced in our simulation. The temperature dependence and size dependence of the SA phenomena are extensively explored by examining long time dynamics. The dominant role of negative heat of solution in completing the SA is also discussed. We point out that a presence of melting surface induces the diffusion of core atoms even if they are solid-like. In other words, the {\it surface melting} at substantially low temperature plays a key role in attaining the SA.Comment: 15 pages, 12 fgures, Submitted to Phys.Rev.

DIFFUSION INTERGRANULAIRE ET ÉNERGIE DES JOINTS DE GRAINS

Cette étude porte sur une analyse de l'expression de Borisov relative à l'énergie des joints de grains calculée par les coefficients de diffusion. La validité de cette relation est donnée par une justification du mécanisme lacunaire aux joints, basé sur une comparaison des constantes d'autodiffusion au voisinage du point de fusion. Un calcul plus développé permet d'exprimer l'énergie libre du joint de grain. La comparaison de ce calcul à d'autres expressions relatives à l'entropie intergranulaire ont permis de fixer l'ordre de grandeur qui intervient dans le calcul de la distance moyenne entre atomes dans un joint de grain. Des exemples de calcul d'énergie sont ensuite présentés à partir de données expérimentales. (Autodiffusion, solutions solides concentrées, rôle des impuretés).This study is an analysis of Borisov expression for grain boundaries energy using self diffusion coefficients. The validity of this calculation is given here by the vacancy mechanism, based on a compilation of diffusion constants, near the melting point. A detailled expression is given for the free energy. With others physical relations, particularly for the grain boundary entropy, medium distance between atoms in the boundary is chosen to apply Borisov solution. Examples of energy grain boundary values are given after calculation with experimental coefficients (self diffusion, solid solutions boundaries, impurity factor)

DIFFUSION INTERGRANULAIRE ET LARGEUR DES JOINTS DE GRAINS

La caractérisation de la diffusion aux joints de grains, en particulier par radiotraceurs, fait intervenir une largeur moyenne apparente du joint. Ce concept est resté très longtemps sans définition précise, génant alors les interprétations physiques. Cet article a pour but de décrire l'évolution des idées dans ce domaine, les erreurs qui ont pu être commises et de donner les concepts les plus récemment proposés.Characterisation of grains boundary diffusion, particularly by radiotracers, takes into account an apparent medium width of the boundary, which has been during a long time without an adequate definition, restraining the physical interpretations. The aim of this paper is to describe the evolution of concepts in this domain, the incorrect analysis on the subject and some new ideas given during last years

GRAIN BOUNDARY DIFFUSION AND FRACTAL INTERFACE CONCEPT

Cette étude porte sur une nouvelle approche de la description de la diffusion aux joints des grains s'appuyant sur le concept de surfaces fractales, à travers les résultats quantitatifs obtenus par radiotraceurs. Le concept de surface fractale appliqué aux joints tient compte ici de l'influence des impuretés et des éléments d'alliage à haute température, qui participent directement aux modifications des sauts élémentaires associés aux défauts intergranulaires.This study concerns a new way for a generalization concerning the movements of atoms along grain boundaries taking into account quantitative values of intergranular diffusion and bulk diffusion obtained by radiotracer techniques. The concept of fractal interface applied to grain boundaries, particularly under the influence of impurity contents or alloying additions, gives a new description of these phenomena by the determination of fractal dimension of grain boundaries (GBs) at high temperatures

Analyse de la résistance mécanique d'une interface métal-céramique par l'essai de flexion 4 points : application à des couples metal (Pd-Ag, Pd-Au)-céramique dentaire

Different semi precious alloys (Pd-Ag, Pd-Au) have been studied after thermal oxidation treatments to analyze the mechanical improvement of the interface between the metal and the ceramic. Using the four point bending test, the authors have analyzed the different steps corresponding to the mechnical evolution of the bi-material : cracking energy on the surface, relaxation energy after first cracking, propagation energy of cracks at the interface zone. It has been shown that some alloys only have a high resistance to the interface cracking and the role played by the interface reactions to improve this property

ÉTUDE, PAR LA MÉTHODE DES RADIOTRACEURS, DE LA DIFFUSION DU FER DANS LE SILICIURE DE FER Fe3Si OBTENU PAR CVD

Après obtention par CVD d'un revêtement de 50 à 80 µm de siliciure de fer Fe3Si sur substrat de fer, les coefficients d'autodiffusion du fer dans le siliciure ont été déterminés par la méthode des radiotraceurs de KRIVKOV et JHOUKHOVITSKY. Ces coefficients, 3.3 10-12 cm2/s à 815 °C et 1.6 10-11 cm2/s à 935 °C sont légèrement inférieurs à ceux de l'autodiffusion du fer α. Cette différence est attribuée aux liaisons entre les atomes dans le siliciure Fe3Si.After obtaining by CVD an iron silicide coating (50 to 80 µm thick), the diffusion coefffcients of iron in the silicide (Fe3Si) are determined by the KRIVKOV and JHOUKHOVITSKY radioactive tracers method. These coefficients 3.3 10-12 cm2/s at 815 °C and 1.6 10-11 cm2/s at 935 °C are slightly smaller than these of the self diffusion of α-iron. This difference is attributed to the iron atom bonding in the silicide Fe3Si structure

Démixtion et décomposition d'alliages semi-précieux quaternaires par oxydation à haute température : mécanismes diffusionnels

Les auteurs ont étudié les mécanismes structuraux et diffusionnels intervenant lors de l'oxydation à haute température sur deux familles d'alliages dentaires semi-précieux (30 % < Ag < 60 % ; 30 % < Pd < 60 % ; 5 % Sn ; 5 % Cu) et (30 % < Au < 60 % ; 30 % < Pd < 60 % ; 5 % Sn ; 5 % Cu). Ils ont pu montrer en particulier le rôle important des éléments nobles (Au, Ag, Pd) sur la cinétique d'oxydation, ainsi que sur la morphologie des couches d'oxydes. L'influence de la composition chimique sur les différents mécanismes a été étudiée simultanément par diffraction X, ESCA et MEBThe authors have studied the structural mechanisms and the diffusion which take place during high temperature oxidation of semi-precious dental alloys (30 % < Ag < 60 % ; 30 % < Pd < 60 % ; 5 % Sn ; 5 % Cu) et (30 % < Au < 60 % ; 30 % < Pd < 60 % ; 5 % Sn ; 5 % Cu). Particularly they have shown the important role played by noble metals (Au, Ag, Pd) on the oxidation kinetic and oxides morphology. The influence of chemical alloying effects have been studied by X-ray diffraction, ESCA and SEM