Autodiffusion sous pression dans le lanthane γ cubique centré

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Submitted on 1 Jan 1976

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Autodiffusion sous pression dans le lanthane γ cubique centré

M. Boidron, M. Fromont, G. Marbach

To cite this version:

M. Boidron, M. Fromont, G. Marbach. Autodiffusion sous pression dans le lanthane

γ

cubique centré. Journal de Physique Lettres, Edp sciences, 1976, 37 (5), pp.115-116.

�10.1051/jphyslet:01976003705011500�. �jpa-00231250�

L-115

AUTODIFFUSION SOUS PRESSION DANS LE LANTHANE

_03B3

CUBIQUE ^CENTRÉ

M.

BOIDRON,

M. FROMONT et G. MARBACH

SEAMA,

^Bt

19, C.E.A.-C.E.N.F.A.R.,

^{B.P. n°}

6,

⁹²²⁶⁰

Fontenay-aux-Roses,

^France

(Re~u

^le

13 fevr~er 1976, accepte

^{le 4 mars}

1976)

Résumé. ²⁰¹⁴ Dans le lanthane _03B3 cubique centré, la diffusion est anormalement rapide et ^diminue

sous pression; le volume d’activation _pour l’autodiffusion, ^{mesuré en} déterminant le coefficient d’autodiffusion sous pression, ^{est faible} (0,10 ^volume molaire) ^et égal à la valeur prévue par la relation de Nachtrieb ; la corrélation fusion-diffusion est donc encore une fois satisfaite.

Abstract. 2014 In b.c.c.-03B3 lanthanum the rate of self-diffusion is _very high and decreases under pressure. The activation volume for self-diffusion, ^as determined from the pressure dependence ^of

the self-diffusion coefficient has a low value (+ 0.10 molar volume) ^which equals ^{the one deduced}

from Nachtrieb’s semi-empirical ^{law. The} fusion-diffusion correlation is thus once more

justified.

LE JOURNAL DE PHYSIQUE ^- LETTRES TOME 37, ^MAI 1976,

Classification

Physics ^Abstracts

7.630

L’hypothese

d’une transition

electronique

^{a ete}

avancee _pour

expliquer

^{le caractere} anormal de 1’autodiffusion dans les

phases cubiques

centrees du Pu-8 et du Ce-5

[1], [2] :

^,

- autodiffusion tres

rapide,

- acceleration de 1’autodiffusion sous

pression,

ce

qui

^{conduit a un} volume d’activation

negatif.

Ce dernier

point

^est

prevu

par la relation de Nachtrieb :

avec

AV le volume d’activation _pour

1’autodiffusion, Q 1’enthalpie

d’activation _pour

1’autodiffusion, Tf

^la

temperature

^de

^fusion,

P la

pression.

Cette correlation fusion-diffusion est bien veriiiee dans les deux cas

precites, puisque

^la pente ^du

liquidus

de ces metaux

(dans

^le

diagramme temperature- pression)

^est

negative.

L’autodiffusion dans la

phase cubique

centree du Lanthane est

egalement

anormalement

rapide.

^En

outre, ^il y ^a

possibilite

^{d’un caractere 4f}

(donc

^d’une

transition 4f -+

5d,

^activee

thermiquement

^{et sous}

pression), [3], [4].

Cependant

la relation de Nachtrieb

prevoit

^un

volume d’activation _pour 1’autodiffusion

legerement positif (0,1

^volume

molaire),

^la pente ^du

liquidus

etant

egalement legerement positive.

Nous avons voulu verifier

experimentalement

^ce

point.

Les

experiences

^ont ete faites dans une presse du type

piston-cylindre,

^sous

atmosphere d’argon,

^a

T ⁼ 894 °C et sous une

pression

variant de 0 a

5,2

^{kbar. Le} radiotraceur

La-140,

^est

depose

^electro-

lytiquement

^{a la} surface de

1’echantillon ; apres

traitement

thermique,

le diametre de celui-ci est reduit au tour pour eliminer les effets de la diffusion

superficielle.

^On determine la courbe concentration-

penetration

^en

comptant

I’activit6 des couches succes-

sives enlevees a 1’aide d’une rectifieuse.

Le volume d’activation _pour 1’autodiffusion s’ex-

prime

^sous la forme :

avec

D le coefficient de diffusion

experimental ( la

^mesure

des zones de diffusion etant effectuee a

tempera-

ture et

pression normales),

P la

pression,

^{T la}

temperature,

XT la

compressibilite isotherme,

YG la constante de Gruneisen.

Le terme

RT XT

Ya dans

1’expression

^{de AV n’est}

qu’un

^{terme correctif.}

Le trace de

Log D

⁼

f(P)

^{à T constante}

(Fig. 1)

permet de determiner une

premiere

^valeur

AV ⁼

1,94 cm3/mole,

^ce

qui,

compte ^{tenu du terme} correctif

egal

^a

0,29 cm3/mole,

donne finalement a v ⁼

2,20 cm3/mole,

^soit

4 v/ v

⁼

0,10 (V

^volume

molaire).

^La determination de AV A

partir

^{de la} pente du

liquidus

^{dans le}

diagramme temperature-pression

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphyslet:01976003705011500

L-116 JOURNAL DE PHYSIQUE - ^LETTRES

FIG. 1. ^- Autodiffusion sous pression dans le lanthane y. Isotherme a894oC.

(Fig. 2)

^donne

egalement AV= 2,20 cm3/mole.

Pour ce calcul nous avons utilise

1’energie

d’activation obtenue _par Dariel

[5],

^soit

Q

^{= 24 500}

calories/mole.

Remarquons qu’en

portant ^{D en} fonction de

7~/7~

nous trouvons a

pression

^{nulle une} valeur sensible-

ment

égale (22

⁰⁰⁰

calories/mole).

Conclusions. ^- Dans le lanthane _y

cubique centre,

la diffusion est anormalement

rapide

^{et diminue sous}

pression;

^{le volume} d’activation _pour 1’autodiffusion

est faible

(0,10

^volume

molaire)

^{et en bon accord avec}

la relation de Nachtrieb. Une nouvelle

fois,

^{la corre-}

lation fusion-diffusion est satisfaite. FIG. 2. ^- Diagramme ^de phases du lanthane.

Bibliographie [1] CORNET, ^J. A., Thèse Orsay (1970).

[2] LANGUILLE, A., ^Thèse Orsay (1973).

[3] RATTO, C. F., COQBLIN, B., GALLEANI D’AGLIANO, E., ^Adv.

Phys. ¹⁸ (1969) ^489.

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