La connaissance de la microstructure des matériaux est un paramètre crucial. En effet, il existe un lien étroit entre les propriétés, la morphologie structurale et la mise en œuvre des matériaux qui constituent les objets qui nous entourent.
Différentes techniques permettent de déterminer et d’étudier cette microstructure. Notons par exemple l’analyse métallographique pour les matériaux métalliques, l’analyse par microscopie électronique à balayage ou encore la diffraction de rayons X.
PLATEAU MÉTALLOGRAPHIQUE (POLISSEUSES, MICROSCOPES OPTIQUES)
Description technique
Polisseuses, Laboratoire de chimie pour la préparation de réactif d’attaque, loupes binoculaires, microscopes optiques (grossissement jusqu’à 1000) et caméras vidéos avec sortie numérique pour analyse d’image.
Domaines d’utilisation
Validation de la conformité du matériau au niveau microstructure lors d’expertise fractographique
Visualisation de la propagation d’une fissure (intergranulaire, intragranulaire)
Présences d’impuretés, d’inclusions
Détermination et Vérification de la microstructure. Lien microstructure/propriétés mécaniques
Détermination de la taille de grains
Dimensionnement de ZAT (Zone affectée thermiquement)
Exemples de travaux (microstructures tantale, carbure, pièces carbonitrurées ou cémentées)
MICROSCOPE ÉLECTRONIQUE À BALAYAGE MEB
Description technique:
Le microscope électronique à balayage (MEB) (ou SEM Scanning Electron Microscope) est un appareil, pouvant fournir rapidement des informations sur la morphologie et la composition chimique d’un objet solide.
Le microscope électronique à balayage de l’ECAM est un Philips XL30i. Il est couplé à un système de microanalyse (EDX) de marque PGT.
La chambre du microscope de l’ECAM est grande et permet d’accueillir aussi bien des pièces de taille importante (100mm X 100mm avec une épaisseur de 30 mm) que les échantillons les plus petits.
Toute nature de matériaux est envisageable (métalliques, polymères, ou céramiques) il sera cependant parfois préférable de les revêtir d’une couche conductrice pour améliorer la qualité de l’image. Obtenir une image de bonne qualité ne prend que quelques minutes et il est souvent possible de faire un grand nombre d’observations en une heure de manipulation.
Les grandissements possibles dépendent des matériaux qui sont observés. On peut toutefois pratiquement être sûr de pouvoir atteindre des grandissements de l’ordre de 20 000 fois, et si l’échantillon s’y prête, on pourra aller jusqu’à la résolution maximum du microscope qui est de 40 angström, soit un grandissement correspondant à environ 100 000 fois.
A tout moment de l’observation d’une pièce il est possible de passer instantanément dans le mode analyse et de pouvoir ainsi connaître la composition chimique de tout ou partie de l’image. Il est alors possible de connaître la composition d’un micron cube de matière dans un point de l’image de son choix.
Vous trouverez ici des compléments sur le fonctionnement d’un MEB
Analyse de défaillance de pièces (observation du faciès de rupture)
Analyse de débris ou de pollutions
DIFFRACTION DE RAYONS X DRX
La DRX permet d’identifier la nature et la structure des produits cristallisés (matériaux métalliques ou céramiques) ou semi cristallisés (polymères, céramiques). Un faisceau de RX bombarde la surface de l’échantillon et le rayonnement X diffracté, caractéristique de l’échantillon, est récupéré par un détecteur qui va transformer le signal en un diffractogramme (courbe intensité détectée en fonction de l’angle de diffraction)
Descriptif technique :
Le tube à rayons X fonctionne de la manière suivante : dans une enceinte sous vide, des électrons sont émis par un filament dans lequel circule un courant électrique (25mA). Ceux-ci sont accélérés en direction d’une anode par un champ électrique créé par une différence de potentiel élevée (25 kV) entre le filament qui sert de cathode et l’anode. Ces électrons entrent en collision avec la cible que constitue le métal de l’anode (ici le cobalt).
Générateur X : cible métallique cobalt (longueur d’onde 1.79 angström)
Détecteur courbe 120°
