Nous avons vu précédemment que les interfaces - surfaces libres et joints de grain - comportaient de l'énergie supplémentaire, due au fait que les atomes en surface sont moins entourés. Il y a donc une tension superficielle, qui a les conséquence suivantes :
Toutefois, les surfaces libres et les joints de grain ne sont pas nécessairement plan. Mais si l'on chauffe suffisamment la matière, les atomes deviennent mobiles, et ils se réorganisent pour former des surfaces planes suivant les directions denses des cristaux.
| début |
Les atomes des interface ont des possibilité de liaisons non utilisées, les atomes, ions et molécules vont donc pouvoir s'y fixer.
Lorsqu'il s'agit d'éléments venant de l'extérieur, on parle d'«adsorption». L'adsorption est la première étape de l'oxydation des métaux (corrosion, rouille de l'acier et du fer, formation du vert de gris du cuivre et du bronze...), de la catalyse hétérogène et de la condensation (p.ex. buée sur une vitre).
Lorsqu'il s'agit d'éléments venant de l'intérieur, on parle de «ségrégration». Ainsi, la concentration en atomes étrangers est souvent plus importante au voisinage des surfaces et des joints de grains qu'au sein du cristal.
À titre d'exemple, le souffre dans l'acier se concentre dans les joints de grain et provoque une fragilité de ceux-ci. C'est la raison pour laquelle on désulfure l'acier avant de le couler, ou bien on ajoute des éléments d'alliage pour piéger le souffre dans le cristal.
L'adsorption et la ségrégation diminuent la tension superficielle.
| début |
Les interfaces sont des points de contact entre des réactants solides, ou bien entre un réactant solide et des réactants fluides (réaction hétérogène). Elles sont donc potentiellement le siège de réactions chimiques.
Par ailleurs, il y a des cas où des réactions de surface ont lieu spécifiquement sur les joints de grain (là où le joint rencontre la surface libre). C'est le cas de la corrosion intergranulaire : on a un alliage parfaitement stable dans un milieu (aucune corrosion), mais qui va se faire attaquer aux joints de grain. On peut aussi avoir des acides qui vont attaquer en priorité les joints de grain et les creuser ; c'est le principe de l'attaque cristallographique, qui permet de révéler les joints de grains, et donc d'observer la taille des grains et leur forme.
| début | précédent | sommaire sciences |