Theory of oxygen tracer diffusion along grain boundaries and in the bulk in two-stage oxidation experiments. Part I: formulation of the model and analysis of type A and C regimes

(Received 17 July 1992, revised 11 December 1992, accepted 14 December 1992)

Abstract
Based on a simple model of oxide film growth, we derive equations for oxygen tracer diffusion during the second stage in two-stage oxidation experiments. Using this model, we analyze tracer penetration profiles depending on temperature, time and the atomic mechanism of oxygen transport. In Part I the high-temperature A and the low-temperature C regimes of diffusion are considered. The results are presented as kinetic diagrams convenient for designing and interpreting experiments. Part II of this work will be devoted to the intermediate regime B.

Résumé
Pour un modèle simple de croissance de couche d'oxyde et pour une expérience d'oxydation à deux étapes, la deuxième étape est décrite par les équations de diffusion d'un traceur d'oxygène. A l'aide de ce formalisme, nous analysons des profils de traceurs en fonction de la température, du temps et du mécanisme de transport. Dans la partie I, nous considérons le régime A à haute température et le régime C à basse température. Les résultats sont présentés sous forme de diagrammes cinétiques qui permettent d'interpréter les expériences. La partie II sera consacrée au régime intermédiaire B.