Archives quotidiennes :

Mécanique de propagation et bifurcation des fissures

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Chez Lavoisier, un nouvel ouvrage vient d’être publié dans la série Matériaux, MIM.

Deux champs d’étude constituent la structure de cet ouvrage, l’un relatif à la modélisation de la singularité induite par la pointe d’une fissure qui est relatée dans le premier tome intitulé : Modélisation des champs mécaniques en pointe de fissure et des singularités.
Après un premier volume intitulé « Mécanique de la rupture par fissuration », ce deuxième tome traite des critères de propagation et de bifurcation de fissure en milieu élastique et élastoplastique sous des chargements monotones (Rupture fragile) et dynamique (Rupture par Fatigue).

 

 

 

La thermographie active modulée appliquée à l’analyse de défaillance des circuits intégrés

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Il n’y a pas seulement que les pièces d’organes mécaniques qui peuvent défaillir. La mécanique utilise de plus en plus de composants électroniques et de circuits intégrés (Mécatronique). Eux aussi peuvent être sujet à des défaillances et l’analyse de ces défaillances se doit d’utiliser des moyens adaptés. Un article publié dans Materials Science and Engineering d’octobre 2011 présente un procédé intéressant : la LIT

La thermographie active modulée (LIT : lock-in thermographie ), qui est une technique d’examen non destructif, peut également être utilisé pour identifier et localiser les défauts thermiques actifs électriquement dans les dispositifs microélectroniques. La localisation des défauts au niveau des circuits intégrés (IC) nécessite une résolution au µm. Mais la LIT peut également être appliquée pour localiser des défauts thermiques actifs sous-jacents dans des dispositifs microélectroniques totalement emballés par l’analyse du signal détecté thermique à la surface du dispositif. En plus de la localisation latérale de la zone réactive, sa profondeur peut également être déterminée par l’analyse du décalage de phase du signal thermique. Ceci est particulièrement apprécié pour la localisation  non destructive de défaut dans un système intégré  complexe 3D (3D paquet SiP). En comparaison avec les techniques la concurrentes d’imagerie thermique, comme l’imagerie à cristaux liquides ou l’imagerie fluorescence micro thermique, LIT est plus facile à appliquer car elle ne nécessite aucune couche thermosensible étrangère à la surface de l’appareil. En outre, la limite de sensibilité de cette technique dans la plage μK est nettement meilleure. En outre, le caractère dynamique de la LIT réduit le flou thermiques, et le problème de l’émissivité IR inhomogène peut être surmonté en utilisant l’image de phase ou l’image 0 ° / -90 °. La limite de résolution spatiale de la configuration utilisée pour l’imagerie microscopique thermique effectuée dans la plage à mi-longueur d’onde est d’environ 5 um, mais elle peut être amélioré à 1,5 um en appliquant des lentilles à immersion solide.

L’article présente la théorie du  principe de LIT et son utilisation pratique pour deux cas de dispositifs de circuits intégrés, un simple et un multiple.

Analyser la fatigue des matériaux

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Comme pour toute défaillance de pièces rompues, un ensemble d’outils analytiques et de techniques est utilisé pour identifier les ruptures de fatigue et leur origine. Il s’agit notamment de l’examen macroscopique, de l’étude métallographique de la microstructure, des essais de dureté, de l’analyse chimique, de l’analyse élémentaire par microsonde et de la microscopie électronique à balayage (MEB).

Le blog « failure-analysis.info » présente la démarche illustrée de nombreux clichés caractérisant les aspects microfractographiques génériques des cassures de fatigue.

On aura l’occasion dans les prochaines semaines de revenir sur ces différents aspects qui seront illustrés par des fiches d’étude de cas traités au Cetim.

 

 

Fragilisation par l’hydrogène des aciers

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La fragilisation par l’hydrogène réduit la ductilité, souvent au point que les métaux se comportent comme des céramiques. Par ailleurs, la résistance à la fatigue et la ténacité sont également considérablement réduits. La rupture fragile se produit sans avertissement et peut être soit immédiate, dans les heures qui suivent la fabrication, ou après des années de service. Des ruptures par fragilisation par l’hydrogène ont même été observées dans certaines parties non assemblées de pièces en stock, un phénomène connu sous le nom “shelf popping”.

Bien que la fragilisation par l’hydrogène se produise dans de nombreux alliages métalliques, l’acier à haute résistance semble être le plus sensible.

Le blog « Failure-analysis.info » propose une vue d’ensemble (3 articles) sur fragilisation par l’hydrogène uniquement des aciers à haute résistance, bien que les détails du phénomène  puissent s’appliquer généralement à d’autres métaux sensibles.