Karakterisering av et materiale

For å forstå et materiale er det viktig å karakterisere det, det vil si å analysere dets egenskaper. Det er mange teknikker for å karakterisere materialer som er basert på forskjellige grunnleggende fysiske prinsipper: stråling-materie-interaksjoner , termodynamikk og mekanikk .

Mekaniske tester

De mekaniske testene brukes oftest i produksjonen fordi de gjør det mulig å ha data om de mekaniske egenskapene raskt med relativt enkle måleenheter. De viktigste mekaniske testene er:

spenning : et eksemplar blir bedt om i uniaxial spenning til brudd for å bestemme dets mekaniske egenskaper, slik som Youngs modul E , forlengelsen ved brudd A %, den elastiske grensen R e eller σ y og motstandens strekkfasthet R m . Se også Dynamometer ;
hardhet : påføre på et prøvestykke en indenter under en viss belastning F . Det er flere tester avhengig av hvilken hardhet du ønsker (Meyer, Brinell, Rockwell, Vickers og Shore). Se også Mohs Scale ;
motstandsdyktighet : et testprøve hakket i en U eller V i midten brytes ved hjelp av en Charpy pendelhammer ;
utmattelse : et stort antall bøyesykluser blir utsatt for standardprøver. Ved å vurdere øyeblikket når disse prøvene går i stykker, begrenser utmattelsesfeilgrensen σ d;
dynamisk mekanisk analyse (DMA): man ber for eksempel om materialet i trekkraft og kompresjon ved en gitt frekvens. Takket være en modellisering av spennings-belastningsdiagrammet, oppnår man den komplekse Youngs modul, dempingsfaktoren og i visse tilfeller Poissons forhold ν . Dette er spesielt nødvendig for studier av polymerer (utsatt for aldring) og i henhold til deres brukstilstand (glasslegem, gummiaktig eller amorf).

Når det gjelder veldig formbare materialer, er det mulig å bruke roterende systemer (to skiver) og ikke lenger lineære. Se også Reometer .

Fysisk-kjemiske analyser

Interaksjon med stråling og materie

De viktigste teknikkene som bruker stråling-materie-interaksjon er:

mikroskopi:
- Skannelektronmikroskopi (SEM): det er en elektronmikroskopiteknikk basert på prinsippet om elektron-materie-interaksjoner,
- overføringselektronmikroskopi (TEM): en tynn prøve bombes med en elektronstråle hovedsakelig for å oppnå diffraksjonsmønsteret,
- optisk mikroskop : den enkle og tradisjonelle observasjonen i mikroskopisk skala,
- ionisk felteffektmikroskop ,
- tunnelmikroskop ,
- lokalt probemikroskop ,
- atomkraftmikroskop (AFM);
Røntgenbilder :
- Røntgendiffraksjon ,
- energidispersiv analyse (EDS eller EDX),
- dispersiv bølgelengdeanalyse (WDS eller WDX),
- X fluorescens ,
- røntgenspredning med liten vinkel (SAXS),
- energitapspektroskopi (EELS),
- X fotoelektronspektrometri (XPS),
- Auger elektron spectroscopy (AES),
- radiografi ;
optisk stråling:
- ultrafiolett synlig spektroskopi (UV-vis),
- Fourier transform infrarød spektroskopi (IRTF eller FTIR på engelsk),
- termoluminescens ,
- fotoluminescens ;
nøytronradius :
- nøytrondiffraksjon ,
- liten vinkel nøytrondiffraksjon (SANS),
- nøytronografi ,
- nøytronaktivering ;
massespektroskopi :
- sekundær ionemassespektrometri (SIMS);
NMR-spektroskopi .

Termisk analyse

Teknikker som involverer termodynamikk inkluderer differensial skanningskalorimetri (DSC) og termogravimetrisk analyse (ATG). Se også termomekanisk analyse (TMA).

Ikke-destruktiv testing

De fleste karakteriseringsteknikker sies å være destruktive fordi materialet blir skadet på slutten av testen. Det er også såkalte ikke-destruktive testteknikker , som ikke nedbryter materialet.