Oxydation des matériaux métalliques : comportement à haute température

Les différents chapitres de cet ouvrage s'attachent à traiter des bases
physiques et chimiques très simples : quoi de plus simple que de considérer
les DG des réactions chimiques pour savoir si tel métal est susceptible d'être
attaqué ou non dans tel ou tel milieu ou atmosphère ? On dispose pour cela des
outils bien connus et répertoriés que sont les diagrammes d'Ellingham et, pour
des atmosphères composées, les diagrammes de stabilité des différentes espèces
chimiques.

Le problème est certes un peu plus difficile pour les alliages, il faut
connaître les activités de ses constituants, et pour des environnements
complexes, mais il reste néanmoins soluble. Cependant, la thermodynamique ne
suffit pas car elle ne prévoit que des possibilités (ou des impossibilités).
Encore faut-il connaître les cinétiques des processus pour évaluer le
comportement dans le temps des alliages, qu'il s'agisse de longues ou de
courtes durées, ou de cycles de température. Ici encore les bases semblent
toutes simples. L'oxydation, ou les réactions analogues, sont bien décrites en
termes de migration des espèces chimiques par l'intermédiaire des défauts
ponctuels, lacunes et interstitiels. La théorie classique de Carl Wagner
permet de prévoir la cinétique de l'oxydation lorsqu'elle est gouvernée par la
diffusion des espèces dans la couche d'oxyde. Par ailleurs, la cinétique
chimique nous fournit un cadre rigoureux tout à fait général, qui permet une
description du processus d'oxydation sur la base de quelques "constantes" que
l'expérience permet en principe de déterminer. La diffusion et les réactions
chimiques sont régies par des équations différentielles : il suffit donc de
bien écrire le système d'équations correspondant, que l'on sait résoudre
numériquement, par la méthode des différences finies, une chose facile avec
les moyens de calcul actuels.