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La couche continuant à s’accroître, on a dés lors : DES UE

et la croissance de la couche est alors sous la dépendance du phénomène de diffusion; la vitesse de croissance dx de la couche devient proportionnelle à la

ra vitesse de diffusion :

A TNELES déc ur

et la loi de croissance de la couche devient une loi parabolique.

Seule, une étude complète de pellicules de longues durées d’oxydation aux températures supérieures à 9000 permettrait d'affirmer si la loi de croissance de la couche de Fe,0, devient où non parabolique, et de déterminer quel facteur régit la formation de cette couche.

Si la loi de croissance de la couche de Fe,0, reste linéaire, cette couche est poreuse et traversée sans difficulté par l’oxygène de l'air qui donne lieu à la réaction :

2 Fe,0, + O + 3 Fe,0;

à la surface de contact Fe,0, — Fe,0, avec une vitesse d’oxydation constante.

Si au contraire, la loi de croissance de la couche devient parabolique, la croissance de la couche est régie par la diffusion de l'oxygène à travers la couche de Fe;:0:.

— 2) — Croissance de Fe,0,. — Considérons maintenant la réaction 2). 3 FeO +0 + Fe:0,

D'après l'étude que nous avons faite sur la structure des pellicules à différentes températures, nous avons vu que, quelle que soit la température considérée dans l'intervalle 6500 -— 1.0509, nous observons cette réaction. Pour toutes les températures étudiées et pour les durées d’oxydation utilisées, la loi de croissance isotherme de la couche de Fe,0, est linéaire, sauf dans les premières phases de l'oxydation (jusqu’à une durée d’1 heure environ), en particulier à la température de 900° pour laquelle on observe une anomalie considérable. Ces problèmes de début d’oxydation seront étudiés dans un paragraphe ultérieur.

SN GOre

Quand le phénomène a atteint son allure de régime, au bout d’une heure, nous pouvons écrire, si e est l’épaisseur de la couche de Fe,0, : tFe,O,

La vitesse de croissance de la couche de Fe,0, est constante à une température donnée, Comme dans le cas précédent, deux hypothèses peuvent se présenter :

a) Le phénomène n'est pas régi par la diffusion : la réaction a alors lieu

à la surface de contact Fe,;0, — FeO, et ceci implique que les couches de

Fe,0, et Fe,O, soient poreuses; l’oxygène de l’air les traverse sans difficultés

jusqu’à la surface de contact FeO — Fe,0, au niveau de laquelle a lieu la réaction : 2) 3 FeO + 0 —+ Fe,0,

b) Le phénomène est régi par la diffusion : Comme précédemment, on ne peut considérer ici que la diffusion de l’oxygène à travers la couche de Fe,0,, et il nous faut encore supposer que la vitesse d’oxydation de FeO en Fe,0, aux températures considérées est inférieure à la vitesse de diffusion de l’oxygène à travers les deux couches. Le processus le plus lent déterminant la vitesse de réaction, ce sera encore la vitesse d’oxydation FeO —+ Fe,0, qui régira le phénomène tant que la vitesse de diffusion lui sera supérieure. Quand la vitesse de diffusion deviendra égale, puis inférieure à la vitesse d’oxydation, la vitesse de croissance de la couche sera inversement proportionnelle à l’épais-

seur de la couche :

NE

da ee et la loi de croissance deviendra parabolique.

Si au contraire, la loi de croissance reste linéaire et la vitesse de croissance constante, le phénomène n'est pas régi par la diffusion de l'oxygène à travers la couche de Fe,0, mais par la vitesse d’oxydation de Feo en Fe,0,, vitesse constante à une température donnée.

Comme dans le cas précédent, des mesures faites sur des pellicules de longues durées d’oxydation aux températures considérées nous renseigneraient sur l'hypothèse à adopter pour expliquer le mécanisme de formation de la couche de Fe;,0,.

— 3 — Croissance de FeO. — Considérons enfin la réaction 1) : Fe + 0O —+ FeO

D'après l'étude que nous avons faite des pellicules formées dans l’intervalle de températures 6500 — 1 0509, nous avons vu que nous pouvons observer cette réaction surtout aux températures inférieures ou égales à 900°, au-dessus de 9000, la difficulté d'obtenir des valeurs exactes de l'épaisseur de la couche de FeO nous prive de renseignements certains.

AC

Dans tout l'intervalle de températures considéré 6509 —- 9000, la loi de croissance de FeO est parabolique. La formation de la couche de protoxyde. FeO dans la pellicule est donc régie par le phénomène de diffusion. La vitesse de croissance de la couche est inversement proportionnelle à l'épaisseur de la couche :

de k