Morphologie et dynamique de l'interface liquide - solide du mélange binaire dilué CBr₄-C₂Cl₆ en solidification directionnelle

Abstract

Dans ce travail, nous nous sommes intéressés dans une première partie à l’étude de la morphologie de l’interface liquide-solide de l’alliage binaire dilué CBr₄-CCl₆ en solidification directionnelle. Cette dernière consiste à tirer l’échantillon vers les basses températures avec différentes vitesses de tirage de façon à solidifier le matériau. Nous avons constaté que l’interface reste plane pour des vitesses inférieures au seuil de Mullins-Sekerka et devient pour des vitesses plus grandes. La seconde étape est consacrée à l’étude du comportement des gouttelettes de liquide apparaissant dans la phase solide de ce même mélange. Cette étude est menée en mesurant la vitesse de migration des goulettes. Le mécanisme de base responsable de cette migration est le phénomène de diffusion du soluté à l’intérieur de la gouttelette due eu gradient de concentration accompagnant le gradient de la température. Ces études ont montré l’existence d’une corrélation entre cette vitesse de migration et le vitesse seuil de Mullins-Sekerka. L’observation de la morphologie de l’interface liquide-solide pour des faibles vitesses de tirages et la détermination de la vitesse de déstabilisation de Mullins–Sekerka ont permis de remonter à la diffusivité de C₂Cl₆ dans le liquide. Les résultats expérimentaux obtenus sont très comparables aux erreurs près avec ceux prévus par l’étude théorique de la dynamique du recul du front plan en solidification directionnelle.