Démixtion

La démixtion est la séparation spontanée d'un mélange (ou alliage) homogène de particules en plusieurs phases non miscibles de compositions différentes.

Démixtion d'un liquide virtuel à deux dimensions

Un mélange fait de particules de tailles différentes a tendance à se désagréger, les particules d'une certaine taille se regroupant d'un côté, celles d'une autre taille de l'autre. Ce phénomène est appelé ségrégation ou démixtion.

Définition du paramètre d'interaction λ

Si on note E_AA , E_BB et E_AB, les énergies d'interaction entre deux molécules dans un mélange binaire A-B, alors on définit le paramètre d'interaction λ par:

$\lambda =Kte.\left(E_{AB}-{\frac {1}{2}}\left(E_{AA}+E_{BB}\right)\right)$$\qquad \qquad$$\qquad \qquad$$\qquad$$\qquad$$\qquad$$\qquad$$\qquad$$\qquad$$\qquad$$\qquad$

Les énergies d'interaction entre deux molécules sont des grandeurs négatives ( E < 0 ).

• si λ = 0 avec E_AA = E_BB = E_AB = 0 ; alors c’est le modèle du mélange de gaz parfaits. (toujours homogène)
• si λ = 0 avec E_AA = E_BB = E_AB ≠ 0 et E_AB = 0,5(E_AA+= E_BB) ; alors c’est le modèle du mélange idéal. (toujours homogène)
• si λ < 0 alors |E_AB| > 0,5|E_AA + E_BB| ; alors on aura la formation d'un mélange homogène.
• si λ > 0 alors |E_AB| < 0,5|E_AA + E_BB| ; alors c’est un cas défavorable pour la formation du mélange, on pourra donc faire le mélange dans certaines conditions mais on pourra aussi avoir parfois un phénomène de démixtion (séparation en deux phases).

Dans un alliage à tendance à l’ordre (λ < 0), le système favorise les paires hétéro-atomiques.
Dans un alliage à tendance à la démixtion (λ > 0), le système favorise les paires homo-atomiques. Cet effet d’alliage tend à faire ségréger l’élément minoritaire.
Dans le cas d’un alliage à tendance à la démixtion comme l’alliage Fe-Cr, le système tend à maximiser le nombre de liaisons homo-atomiques. L’élément minoritaire tend donc à minimiser le nombre de liaisons avec la matrice : il ségrège à la surface.