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Académie Lorraine des Sciences
18 mai 2008
La microscopie au service du métallurgistepar
Jean-Marie SCHISSLER
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Appareils et applications
• La microscopie optique
• La microscopie électronique par transmission M.E.T.
• La microscopie électronique à balayage M.E.B.
• La microscopie à «effet tunnel»
• La microscopie à force atomique
• Exemples et applications
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Microscopie optique
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Microscopie optique classique par transmission M.O.T.
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Microscopie optique classique par transmission M.O.T.
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Lame fine de germanium
Microscopie optique classique par transmission M.O.T.
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Supraconducteur
Microscopie optique classique par transmission M.O.T.
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Microscopie optique par réflexion M.O.R.
Fond clair Fond noir
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Exemples de microstructure d’aciersFond clair
Fond noir
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M.O.R. avec lumière polarisée
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M.O.R. Exemples d’examens en lumière polarisée
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M.O.R. En lumière polarisée
Fonte GS (fonte ductile) non attaquée
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Météorite
M.O.R. En lumière polarisée
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M.O.R.
Acier austénitique (attaque par réactif colorant spécifique)
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Fonte ductile (attaquée par réactif colorant spécifique)
M.O.R.
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Microscope électronique à balayage M.E.B..
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Schéma du M.E.B..
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Dendrite visible sur le faciès derupture d’un acier surchauffé
M.E.B.
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C.V.D. – Nitrure de titane (après attaque).
M.E.B.
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M.E.B.
Si-N fritté
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M.E.B.
Structure d'un eutectique ternaire Fe-Cr.B.C (après attaque)
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M.E.B.
Surface d’un cristal de germanium après fusion
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M.E.B.
Structure perlitique d'un acier mi-dur (après attaque)
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Schéma d’un microscope électronique par transmission M.E.T..
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M.E.T.
Nanostructure à base d’oxydes de nickel
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Schéma d’un microscope à effet tunnel
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Microscope à effet tunnel
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Fine lame de silicium
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Observation d’une pointe d’un monocristal de platine structure atomique G = 5.106
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Schéma d’un microscope à force atomique
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Microscope àforce atomique
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Endommagement d’un hublot de la navette spatiale par un météorite
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Applications
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Rupture intergranulaire
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Analyse chimique
(analyse globale)
Iconel 600 (micrographie MEB – SE)
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Superalliage base Ni :CM-SX2
Al : 5,5% Cr : 8% W : 8%Ta : 6% Co : 5% Ti : 1%
Mo : 0,5 % Ni : base
Micrographies – fond clair
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Traitement thermique
Durcissement des alliages
Pas de précipité durcissant au voisinage Pas de précipité durcissant au voisinage des joints de grains ou particules des joints de grains ou particules
primairesprimaires
Ces PFZs peuvent être des sites de Ces PFZs peuvent être des sites de concentration de contrainte tendant à la concentration de contrainte tendant à la
formation de fissures ou de cavités formation de fissures ou de cavités (problématique très importante en vue de (problématique très importante en vue de
la mise en forme)la mise en forme)
PFZPFZ
Concentration de Concentration de solutés ou de solutés ou de lacuneslacunes
concentration critique concentration critique nécessaire à la nécessaire à la précipitationprécipitation
Precipitate free zones
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200 nm
3Al6(Mn, Fe) + Si l12(Mn,Fe)3Si + 6Al Transformation eutectoïde[1] [2]
Image MET – analyse EDX Image MEB
Transformation de Al6(Mn,Fe) en -Al(Mn,Fe)Si l12(Mn,Fe)3Si
Aluminium
Formation de la phase -Al(Mn,Fe)Si (Chauffage à 20°C/s – 1 heure de maintien à 500°C – Trempe)
Transformation des particules primaires
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z-contrastmicrograph
TiB2-4
HRTEM
(0001)direction
BF
1 atom
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Réacteur
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Robot – Alliage à mémoire
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Projet NASAAvion «oiseau»
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MERCI
Pour votre attention