Nucleation of crystals from their liquid phase

Liquids can be supercooled below their melting temperature Tm or pressurized above their melting pressure Pm. Many authors relate the maximum degree of supercooling—or overpressurization—to a value of the liquid–solid interfacial tension by using the standard theory of nucleation. The main goal of this review is to examine whether this relation is justified or not. We consider general arguments and two main examples: liquid helium which is simple and pure, consequently a model system, and liquid water which is complex but ubiquitous. To cite this article: S. Balibar, F. Caupin, C. R. Physique 7 (2006).

RésuméUn liquide peut être surfondu en-dessous de la température d'équilibre Tm avec sa phase solide ou comprimé au-dessus de la pression d'équilibre Pm correspondante. De nombreux auteurs relient le degré de surfusion (ou de surpression) maximal d'un liquide à une valeur de la tension interfaciale liquide–solide en utilisant la théorie standard de la nucléation. Le but principal de cette revue est d'examiner dans quelle mesure cette relation est justifiée. Nous passons en revue différents arguments généraux et considérons principalement deux exemples : l'hélium liquide qui est pur et simple donc un système modèle, et l'eau qui est un liquide complexe mais omniprésent. Pour citer cet article : S. Balibar, F. Caupin, C. R. Physique 7 (2006).