La plateforme MicroMat est spécialisée dans la caractérisation de la Microstructure des Matériaux. Elle joue un rôle majeur dans la compréhension des matériaux de demain.
La plateforme dispose de quatre plateaux de caractérisation microstructurale (microscopie électronique à balayage et transmission, diffraction et tomographie aux rayons X, nanoindentation et traitements thermo-physiques), articulés autour d’un cinquième plateau de préparation métallographique. Le fonctionnement des différents plateaux est assuré par trois techniciens et techniciennes, un ingénieur d’études, trois ingénieurs de recherche et un chargé de recherche.
Des moyens communs
La plateforme MicroMat permet à l’ensemble des chercheurs et chercheures du LEM3 de caractériser la microstructure des matériaux (structure cristallographique, orientation, composition chimique, propriétés physiques et mécaniques locales, etc.). Ces caractérisations sont essentielles pour mettre au point des matériaux plus performants, par exemple en vue d’alléger les structures. La complémentarité des équipements disponibles sur la plateforme favorise une caractérisation multi-échelle, allant de quelques centimètres à quelques nanomètres. La plateforme est reconnue pour son expertise en analyse des données d’orientations cristallographiques. En couplant les analyses par tomographie à rayons X et microscopie double faisceau, elle a développé une compétence en analyse 3D multi-échelle des matériaux. Grace à son personnel fortement impliqué dans la recherche, la plateforme développe aussi de nouvelles techniques d’analyse des microstructures (hardware et / ou software).
Tous les équipements de la plateforme sont mis à disposition des étudiants, étudiantes, chercheurs et chercheures du LEM3. Plus largement, la plateforme MicroMat est ouverte à l’ensemble de la communauté scientifique et industrielle dans le cadre de collaborations ou de prestations de service. Les équipements peuvent aussi être manipulés en autonomie par des personnes extérieures au LEM3 dans le cadre de convention de mise à disposition.
Les plateaux techniques
Métallographie
Contact du plateau : Auriane Mandrelli
Le plateau réunit toutes les techniques de préparation des échantillons avant analyse : coupe, enrobage d’échantillons, polissage mécanique et chimique, dépôts (C, etc.), attaques chimiques.
- Polisseuses mécaniques / électrolytiques
- Attaques chimiques
Microscopie
Contact du plateau : Julien Guyon
Le plateau permet de visualiser et caractériser les microstructures locales des matériaux (morphologie, structure et orientation cristallines, composition chimique, défauts cristallins). Il peut analyser des microstructures de quelques centimètres à quelques nanomètres.
- Deux microscopes optiques
- Un MEB conventionnel
- Deux MEB-FEG
- Un MEB-FIB
- Un MET
Les techniques d’analyses suivantes sont disponibles sur les équipements : chimique EDS, orientation cristallographique par EBSD ou TKD (en transmission), imagerie en transmission (STEM). Le MEB-FIB permet la préparation d’échantillons minces pour la microscopie en transmission ainsi que l’analyse 3D des microstructures.
Rayons X
Contact du plateau : Olivier Perroud
La diffraction aux rayons X permet l’analyse de phases, d’orientations cristallines et des contraintes résiduelles.
- Diffractomètres 4 cercles (D8, D5000)
- Contraintes résiduelles portatif (Pulstec)
La tomographie permet une reconstruction 3D de la densité des échantillons afin d’analyser des porosités, fractures, inhomogénéités de densités, etc.
La résolution maximale est de l’ordre du micromètre pour une énergie de 160kV.
- EasyTom (RX-Solutions)
Nanoindentation
Contact du plateau : Jean-Sébastien Lecomte
La nanoindentation permet d’obtenir la dureté et le module d’élasticité des matériaux. Comme les profondeurs de pénétration sont très faibles (quelques centaines de nanomètres), cette technique permet aussi de mesurer la dureté sur des couches minces (vernis, revêtement, etc). La plateforme est composée de deux nanoindenteurs :
- Nanoindenteur CPX-NHT2 (Anton Paar)
- Ultra CPX-UNHT (Anton Paar)
Analyse thermo-physique
Contact du plateau : Luc Morhain
La dilatométrie (DT1000) ainsi que la calorimétrie différentielle à balayage (DSC NETZSCH Pegasus) permettent d’analyser les transitions de phases dans les matériaux jusqu’à 1350 °C.
Le plateau dispose aussi de moyens de traitements thermiques classiques, d’un four semi-industriel (BMI Bmicro) permettant la réalisation de cycles thermiques parfaitement contrôlés (au chauffage, maintien et refroidissement), entre la température ambiante et 1300 °C, sous vide primaire ou sous atmosphère inerte et d’un four tubulaire (Nabertherm) sous vide secondaire ou atmosphère neutre pour de plus petits échantillons pour des traitements thermiques jusqu’à 1100 °C.
Publications en avant
Yanzheng Ding, Fares Bennai, Mohamad Jrad, Julien Guyon, Mahdia Hattab
2023, Particulate Science and Technology
Adrien Heinzelmeier, Antoine Guitton, Marc Novelli, Wenbo Yu, Thierry Grosdidier
2023, Journal of Alloys and Compounds
Clément Ernould, Vincent Taupin, Benoît Beausir, Jean-Jacques Fundenberger, Nabila Maloufi Maloufi, Julien Guyon, Emmanuel Bouzy
2022, Materials Characterization
