MÉTALLOGRAPHIE Macrographie et micrographie optiques
Les techniques d'examen des surfaces en microscopie optique
Le microscope métallographique permet d'examiner par réflexion les surfaces métalliques, et de nombreux procédés d'illumination sont utilisés pour interpréter les structures non seulement de façon qualitative, mais aussi, et de plus en plus, de manière quantitative. Avant de passer en revue les différentes techniques, il faut distinguer la macrographie, ou examen des surfaces avec des grossissements très faibles, technique souvent précieuse pour mettre en évidence des hétérogénéités de structure à l'échelle de la pièce examinée, de la micrographie qui a pour but d'examiner les détails de la structure dans la limite du pouvoir séparateur du microscope optique (0,5 μm environ).
Observation qualitative des structures
L'éclairage en lumière incidente normale et l'éclairage en lumière oblique sont couramment utilisés. Il est cependant souvent utile de travailler en fond noir, en lumière polarisée, ou d'utiliser le contraste de phase.
L'examen en fond noir permet de déceler la présence de très petites aspérités (en creux ou en relief) dont les dimensions sont de l'ordre de 0,1 μm et qui diffusent la lumière incidente. Cette technique est intéressante notamment dans le cas où le microprofil de la surface n'est pas homogène. Dans le cas des « figures thermiques », par exemple, certaines régions des cristaux, à l'émergence des sous-joints de polygonisation, sont privées de figures et apparaissent en noir sur les photographies.
Pour l'examen en lumière polarisée, deux cas sont à considérer selon que le matériau lui-même a une structure anisotrope ou que sa surface est recouverte d'une couche mince anisotrope épitaxique.
Si le faisceau lumineux incident est polarisé, le plan de polarisation du faisceau réfléchi est plus ou moins dévié selon l'orientation du réseau cristallin par rapport à la lumière incidente. On peut ainsi révéler les domaines cristallins sans aucune attaque sur des métaux tels que le zinc ou le zirconium en analysant la lumière réfléchie à l'aide d'un second polariseur.
L'emploi de la lumière polarisée pour examiner les échantillons recouverts d'une couche très mince d'oxyde (ou de sulfure) épitaxique est spécialement intéressant car il permet d'obtenir des teintes plus vives, donc des contrastes plus intenses entre les domaines cristallins assez peu désorientés.
Certains dispositifs d'illumination permettent d'introduire une différence de marche entre deux ondes lumineuses venant éclairer la surface. C'est l'examen en contraste de phase. Un contraste de phase interférentiel à deux ondes polarisées a été mis au point par G. Nomarski ; cet appareil permet de déceler de très fines dénivellations (des lignes de glissement par exemple), le contraste étant maximum quand la différence de marche est égale au double de la hauteur des dénivellations.
Micrographie quantitative
La micrographie quantitative est l'une des voies les plus intéressantes de la micrographie.
Les couches minces épitaxiques ont généralement une épaisseur qui dépend de l'orientation du cristal sous-jacent. Si la couche a une épaisseur de l'ordre de grandeur des longueurs d'onde de la lumière incidente, des interférences se produisent entre les deux faces de la couche et, en lumière incidente blanche, on observe des colorations qui sont fonction de l'épaisseur de la couche. C'est ainsi qu'une couche de 10 nm donne une teinte rouge clair ; la teinte est violette pour 20 nm et bleue pour 30 nm.
Avec les appareils permettant de produire des franges d'interférence, il est possible de mesurer exactement la hauteur de faibles dénivellations. L'examen est alors effectué en lumière monochromatique et le décalage des franges permet de mesurer des[...]
La suite de cet article est accessible aux abonnés
- Des contenus variés, complets et fiables
- Accessible sur tous les écrans
- Pas de publicité
Déjà abonné ? Se connecter
Écrit par
- Gérard WYON : maître assistant honoraire et chargé de cours à l'Ecole nationale supérieure des mines de Paris
Classification
Média
Acier inoxydable : zone déformée et polissage
Encyclopædia Universalis France
Autres références
-
ACIER - Technologie
- Écrit par Louis COLOMBIER , Gérard FESSIER , Guy HENRY et Joëlle PONTET
- 14 176 mots
- 10 médias
...cémentite. Mais la superposition de ces deux constituants peut prendre des formes très différentes selon les conditions dans lesquelles ils ont pris naissance. Les structures de l'acier peuvent ainsi être extrêmement variées ; elles sont aisément mises en évidence par les techniques de la métallographie.... -
ARTISANAT DU BRONZE (Gaule préromaine)
- Écrit par Cécile BRETON
- 2 454 mots
- 1 média
Pour élucider le mystère de la fabrication des torques torsadés, une étude métallographique a été menée au Laboratoire de recherche des musées de France sur une sélection d'objets provenant de la vallée de l'Aisne . La métallographie est la seule méthode fiable pour déterminer si un alliage est brut... -
CHARPY GEORGES (1865-1945)
- Écrit par Françoise MOYEN
- 187 mots
Après ses études à l'École polytechnique, Charpy y reste comme préparateur, et passe en 1889 une thèse de chimie sur l'étude des solutions salines.
C'est au laboratoire central de la Marine, où il entre en 1892 comme ingénieur, qu'il commence à étudier les problèmes métallographiques....
-
CORROSION
- Écrit par Gérard BERANGER et Jean TALBOT
- 5 142 mots
- 3 médias
Elles font appel à des techniques très variées. L'examen visuel ou micrographique permet bien souvent de déceler le début du phénomène de corrosion, par exemple l'apparition de piqûres, ou de mettre en évidence sa morphologie. - Afficher les 9 références
