Sur quelques propriétés thermodynamiques d'une phase solide du gallium instable à la pression atmosphérique

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Submitted on 1 Jan 1960

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Sur quelques propriétés thermodynamiques d’une phase

solide du gallium instable à la pression atmosphérique

A. Defrain, Israël Epelboin

To cite this version:

A. Defrain, Israël Epelboin. Sur quelques propriétés thermodynamiques d’une phase solide du gallium

instable à la pression atmosphérique. J. Phys. Radium, 1960, 21 (1), pp.76-77.

�10.1051/jphys-rad:0196000210107601�. �jpa-00236196�

76

plus

faible all X tensions

_{élpv(’1’H ;}

i

_correspond

à 88 O)

a8Vda2i2à17B.

Ces valeurs de G étant

_{inhabituelles,}

il va de soi

que nous avons vérifié

_qu’elles

_{n’étaient pas} causées

FI G. 4.

par une self-inductance du circuit d’alimentation.

D’autre

_part,

nous avons utilisé pour ces mesures deux

montages

spécialement adaptés

à la détermination du module et du

_signe

du

_{déphasage [3] ;}

tous deux

com-prennent

un

_phasemètre

électronique.

Lorsqu’il

y a

_polissage

ou

_oxydation,

l’anode est entourée d’une couche de diffusion

et,

bien que la constitution en soit _{différente dans les deux cas,} on

pourrait

admettre que des ions se

_groupent

_pour

former des

_particules

de masse m et de

_charge

e. Le

phénomène

de résonance

_{s’expliquerait}

_{alors par} la vibration de ces

_particules,

sous l’action du courant

alternatif. Un calcul

_[4]

_{montre que}

_{l’impédance}

de l’anode

_comporte

un terme

_selfique

_qui,

_{par unité de}

surface, s’exprime

par

md

(p

nombre de

_particules

_par Pe

unité de

_volume,

d

épaisseur

de la

couche).

Une autre

expression

du terme

_selfique

avait

_déjà

été donnée par C. Chalin

[5]

en admettant que la couche d’ions

absorbés vibre d’un seul bloc. ,

On doit

_cependant

_{remarquer que} ces

interpréta-tions

_{n’expliquent}

_{pas la relation}

_qui

semble exister

entre le

_phénomène

de résonance et le

_palier

de la courbe

_{I- U,}

relation se traduisant par les variations

des diamètres des cercles

_qui

dans le

_plan

_complexe

donnent

_{l’impédance}

en fonction de la

_{fréquence. Qu’il}

y ait

polissage

ou

oxydation,

le

palier

traduit une

passivation

de l’anode. La tension

_anodique

ne compor-tant

_pratiquement

_{pas de}

_composante

_ohmique,

on

peut

considérer que la couche

anodique

est

semi-con-ductrice et

_peut

redresser

_{partiellement}

le courant

alternatif. Il

_pourrait

donc _y avoir une activation

périodique

de la surface

_anodique

_provoquant

des oscillations

_{qui à}

certaines

_fréquences

du courant

alternatif

_pourraient

entrer en résonance avec celui-ci.

BIBLIOGRAPHIE

[1] EPELBOIN

_(I.),

Bull. S. F. E., 1955, 5, n° _58, 679.

[2]

EPELBOIN

_(I.),

C. R. Acad. _{Se., 1952, 234,} 950.

[3]

LORIC

_(G.),

Contribution à l’étude de

_{l’impédance}

des cellules

_{électrolytiques.}

_{Diplôme d’Études}

_{Supérieures,}

Paris,

octobre 1959.

[4] BOUGON

_{(Mlle M.),}

Étude des fortes surtensions

ano-diques

à l’aide d’un faible courant alternatif.

_Diplôme

d’Etudes

_{Supérieures,}

Paris, décembre 1955.

[5]

CHALIN

_(C.),

Contribution à la recherche du méca-nisme du

_{polissage électrolytique :}

nouvelle méthode d’étude du processus aux électrodes. _{Thèse, Paris,}

8

_juillet

1954. R. G. E. _{1956, 65, 87.}

SUR

_{QUELQUES PROPRIÉTÉS}

THERMODYNAMIQUES

D’UNE PHASE SOLIDE DU GALLIUM INSTABLE A LA PRESSION

_{ATMOSPHÉRIQUE}

Par A. DEFRAIN

et

I.

_EPELBOIN,

Laboratoire de

_{Physique (Enseignement)}

de la Faculté des Sciences de Paris.

En se basant sur le

_{diagramme pression-température}

du

_gallium

_{établi par}

_Bridgman

en 1935

_[1],

on

_peut

prévoir

l’existence d’un

_équilibre

métastable entre la

phase

Il solide stable aux

_{pressions supérieures}

à

FIG.1

12 050

_kg/CM2

et l’état

_{liquide ;}

une

_{extrapolation}

linéaire de la courbe

_{d’équilibre}

_gallium

_II-liquide

jusqu’à

la

_pression

_{atmosphérique}

conduit à une

tem-pérature

d’équilibre

de

_{- 15,8}

OC.

Le

_{décapage préalable}

du métal dans une solution

bouillante d’acide

_{chlorhydrique}

nous

_permet

de le maintenir en surfusion

_jiisqu’à

- 40 pC. Suivant la

77

pureté

du métal,

nous obtenons deux

_types

de courbe de refroidissement. Pour un métal

_comprenant

_plus

de

_{99,99 %}

de

_gallium,

la courbe obtenue est

repré-sentée sur la

_{figure 1 ;}

si le taux

_{d’impuretés}

est de l’ordre de

_{0,1 %,}

la courbe

_{représentative}

est donnée

sur la

_figure

2

_{[2] :}

dans ce dernier cas une

_impureté

isomorphe

stabilise

_quelque

_temps

cette

_phase

instable.

FiG.2.

La

_température

0,

est -

16,3

:t

0,2

OC : elle

corres-pond

à la

_{température d’équilibre}

entre le

_liquide

et le

gallium

II.

Des observations aux _{rayons X effectuées} au

labo-ratoire de

_minéralogie

de M.

_Wyart

ont montré l’exis-tence d’une

_phase

solide se formant à la

_température

62

du

_palier

de

la courbe de refroidissement. Le

_rapport

des conductibilités

_électriques

du

_liquide

et du solide est de l’ordre de

_1/2,6,

montrant _{que la}

_phase

instable doit avoir une structure

_plus

_compacte

_{que celle de la}

phase

stable.

_{L’anisotropie électrique,}

si

_prononcée

pour le

gallium

solide

stable,

_semble

ne

_plus

subsister.

Pour mesurer la chaleur latente de fusion L de la

phase

instable,

nous avons utilisé une méthode

calori-métrique

du

_type

_{électrique [3].}

Nous avons trouvé L =

9,09 + 0,03

cal/g :

_cette valeur

correspond

à la

moitié de la chaleur latente de fusion de la

_phase

stable

_{(19,14 cal/g).}

En utilisant les

paramètres

défi-nissant le

_{point triple}

₍₁₂

050

_{kg/cm et}

+

2,4 OC)

la

formule de

_Clapeyron

donne une chaleur latente de

fusion de

_10,3

_calfg.

La transformation de la

_phase

solide instable en

phase

solide stable se fait avec une forte

dilatation

_que nous avons mesurée au _{moyen d’un} dilatomètre à alcool

_[2].

_{A - 22 oC,}

les masses

_spécifiques

_respectives

des

_phases

solide

stable,

solide instable et

_liquide

sont :

5,92 g/em3, 6,23

gfr,m3 [2]

et

_6,135

_{g/cm3 ;}

celles du solide stable et du

_liquide

sunt en accord aveu les données de la littérature

[4],

[5],

[6].

En

conclusion,

nous avons montré dans le cas du

gallium qu’une

phase

solide

_n’ayant

été décelée

_qu’aux

hautes

_pressions

_peut

exister aussi

_quelque

_temps

à la

pression

atmosphérique.

De

façon

analogue,

on

pour-rait

_prévoir

deux

_phases

solides du bismuth instables

à la

_pression

_{atmosphérique.}

BIBLIOGRAPHIE

[1]

BRIDGMAN

(P. W.), Phys. Rev.,

1935, 48, 893.

[2]

DEFRAIN

_(A.)

et EPELBOIN

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C. R. Acad. Sc., 1959,

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HOATHER

(W. H.),

Pr.

_Phys.

_{Soc., 1936, 48,} 699.

[6]

SPELLS

_{(K. E.),}

Pr.

_Phys.

_{Soc., 1936, 48,} 299.

AMPÈREMÈTRES

UTILISANT LA

RÉPULSION

ENTRE COURANTS

PARALLÈLES

Par L.

REBUFFÉ,

Professeur honoraire de

_Lycée,

Rennes.

Les

_{appareils présentés, qu’après quelques}

recherches

nous _croyons

_inédits,

utilisent directement la défi-nition internationale de

_l’ampère.

Les deux

_premiers

peuvent

servir en courant continu ou

_alternatif,

le troisième et le

_quatrième

en alternatif

_{seulement ;}

le

quatrième

ne convient

_qu’aux

_{grosses intensités.} I. -- Le

premier

appareil

comprend

un

_équipage

mobile en fil de cuivre coudé deux

_fois,

muni de deux

pivots

(C

et

_D).

Le côté AB

_(voir

_{fige 1)}

de cet

équi-FIG. 1. ..

page sera

_repoussé

_par un

_long

fil

rectiligne

NP

qui

lui

est

_parallèle,

le même courant circulant en sens

in-verses dans NP et AB

L’équipage

est construit de telle sorte que le

dépla-cement d’une faible masselotte m suffit à amener le

centre de

_gravité

G à une faible

_distance

(soit a)

de

l’axe de rotation CD.

_{Les pivots}

_peuvent

être des

pivots

ordinaires nécessitant deux frotteurs pour relier

électriquement

le cadre aux conducteurs

NID

et

CP,

qui

sont dans le

_prolongement

de CD pour que leur action sur AB ait un bras de levier nul. Ils

_peuvent

aussi être constitnés

(voir

figure)

par les

pointes

de

crochets soudés à

_{l’équipage}

et

_reposant

sur le fond