Diffusion dans les systèmes Ti-Nb, Zr-Nb, v-Nb, Mo-Nb, w-Nb

Abstract
The interdiffusion in the binary systems Ti-Nb, Zr-Nb, V-Nb, Mo-Nb, W-Nb has been studied. From microprobe analysises of incremental and pure metals couples, the variation of the interdiffusion coefficient with composition for each system has been determined by the Matano method, and the Hall method has been used to determine the limiting values of the interdiffusion coefficient = the heterodiffusion coefficient of Ti, Zr, V, Mo and W in niobium. For each element, the heterodiffusion coefficient follows an Arrhenius law as a function of temperature. But the classical theories do not allow to explain the very large differences between the diffusion coefficient of some elements in niobium and the niobium self-diffusion coefficient. A valence effect for the diffusion in niobium of the transition elements of the first row has been noticed. An empirical correlation is proposed ; it allows to predict the diffusion rate of an element with respect to the niobium self-diffusion rate as a function of the influence of this element on the melting point of the solid solution niobium impurity.

Résumé
Les auteurs ont étudié l'interdiffusion dans les systèmes binaires : Ti-Nb, Zr-Nb, V-Nb, Mo-Nb, W-Nb. La méthode expérimentale est fondée sur l'analyse à la microsonde de couples différentiels Nb-Alliage, et de couples de métaux purs. A température donnée, la méthode de Matano permet le calcul de variations des coefficients d'interdiffusion avec la composition, la méthode de Hall, le calcul des coefficients d'hétérodiffusion. Pour chaque impureté, le coefficient d'hétérodiffusion varie avec la température suivant une loi d'Arrhenius. Les théories classiques ne permettent pas d'expliquer les très grandes différences constatées entre les vitesses de diffusion des diverses impuretés et la vitesse d'autodiffusion du niobium. Le mécanisme d'échange responsable de la diffusion est indéfini. On note un effet de valence pour les éléments de transition de la première série. Une corrélation empirique est proposée, qui permet de prévoir la vitesse de diffusion d'une impureté par rapport à la vitesse d'autodiffusion du niobium en fonction de l'influence de cette impureté sur le point de fusion de la solution solide niobium-impureté.