La nucléation hétérogène

Les modèles de nucléation hétérogène sont en fait une adaptation des modèles homogènes moyennant deux types de modifications :

  • géométrique :

    les germes étant amenés à se développer sur des surfaces supports n'ont plus la forme de sphères complètes, mais de calottes sphériques (voir schéma ci-dessous) d'angle de raccordement \theta (\theta =0 pour un contact parfait ; \theta =\pi pour un contact réduit à un point avec la surface plane).

Germe hétérogène à la surface d'un substrat
Germe hétérogène à la surface d'un substratInformations
  • énergétique :

    le schéma thermodynamique est similaire à celui de la nucléation homogène mais l'ensemble des termes d'énergie de surface correspondant à tous les interfaces : solide-liquide, solide-substrat, substrat-liquide, doivent être pris en compte.

    Toutes ces modifications introduisent le facteur multiplicatif \mathrm{f =}\frac{\left(\mathrm{2+cos}\left(\theta \right)\right){\left(1-\mathrm{cos}\left(\theta \right)\right)}^{2}}{4} dans l'expression de \Delta {G}_{i}^{\mathrm{*}}. Le même schéma cinétique peut être également conservé.

    Comme f est inférieur ou égal à 1, pour tout \theta (voir schéma ci-dessous), la vitesse de nucléation qui est toujours calculée d'après [27] est accrue par rapport à la situation homogène antérieure.

Variation du facteur f en fonction de thêta
Variation du facteur f en fonction de thêtaInformations

Complément

Cette formule est démontrée dans le cadre d'un exercice.