Festoon instabilities of slightly volatile liquids during spreading

(Received 9 June 1992, accepted in final form 16 July 1992)

Abstract
We have observed two stages in the spreading of large, flat, droplets of silicone oils (degree of polymerization N<20) deposited on bare silicon wafers : i) at first, the drop contour is perfectly circular and the drop radius R increases with time as , ii) below a critical thickness , a rim is formed at the contact line and the contour develops spectacular festoons. At the same time, the spreading speeds up and the radius increases as . We have interpreted these results in terms of Marangoni driven instabilities induced by the surface tension gradient generated at the drop edge by liquid evaporation.

Résumé
Nous avons observé deux régimes d'étalement pour de grandes gouttes plates d'huiles silicones (degré de polymérisation N<20) déposées sur des pastilles de silicium nues : i) d'abord, le contour de la goutte est parfaitement régulier et le rayon R croît en temps comme , ii) en dessous d'une épaisseur seuil , un bourrelet se forme à la ligne de contact qui ondule et développe une instabilité en festons. En même temps, l'étalement s'accélère et R croît comme . Nous interprétons ces résultats par l'effet Marangoni produit par le gradient de tension superficielle, induit au bord de la goutte par l'évaporation du liquide.