La microstructure tridimensionnelle des matériaux polycristallins vue sous la lumière synchrotron

Les techniques d’imagerie et de diffraction au rayonnement synchrotron offrent de nouvelles possibilités pour la caractérisation tridimensionnelle et non destructive des matériaux polycristallins. De faibles variations de densité électronique (phases secondaires, fissures, porosités) peuvent êtres détectées grâce à des modes d’imagerie qui exploitent la diffraction de Fresnel ainsi que la cohérence des faisceaux issus des sources synchrotron de troisième génération. La tomographie par contraste de diffraction, autre technique d’imagerie tridimensionnelle basée sur la diffraction de Bragg, donne accès à la forme, orientation et l’état de déformation élastique des grains dans des volumes polycristallins contenant jusqu’ à mille grains. La combinaison de ces deux modes d’imagerie permet de caractériser des matériaux polycristallins à l’échelle du micron. Des observations répétées lors d’ essais mécaniques (interrompus) permettent d’analyser le rôle de la cristallographie locale sur les mécanismes de déformation et de dégradation dans des matériaux polycristallins, respectant certaines conditions sur la taille de grains, et/ou leur état de déformation.

Figure : a-c) rendus 3D d’une fissure de fatigue dans un alliage de titane beta (cc),observé par microtomographie en contraste de phase après 46, 61 et 75 *103 cycles de fatigue. La couleur représente la hauteur de la fissure au sein du bloc analysé. d) superposition de la microstructure cristalline obtenue par DCT avec la fissure de fatigue en blanc e) orientation de la normale à la surface de rupture dans le repère

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