[La microstructure 3D des matériaux polycristallins vue sous la lumière synchrotron] - CNRS - Centre national de la recherche scientifique Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue L'Actualité Chimique Année : 2011

The three-dimensional microstructure of polycrystalline materials unravelled by synchrotron light

[La microstructure 3D des matériaux polycristallins vue sous la lumière synchrotron]

Résumé

Synchrotron radiation X-ray imaging and diffraction techniques offer new possibilities for non-destructive bulk characterization of polycrystalline materials. Minute changes in electron density (different crystallographic phases, cracks, porosities) can be detected using 3D imaging modes exploiting Fresnel diffraction and the coherence properties of third generation synchrotron beams. X-ray diffraction contrast tomography, a technique based on Bragg diffraction imaging, provides access to the 3D shape, orientation and elastic strain state of the individual grains from polycrystalline sample volumes containing several hundred up to a few thousand grains. Combining both imaging modalities allows a comprehensive description of the microstructure of the material at the micrometer length scale. Repeated observations during (interrupted) mechanical tests provide unprecedented insight into crystallographic and grain microstructure related aspects of polycrystal deformation and degradation mechanisms in materials, fulfilling some conditions on grain size and deformation state.
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 3D basée sur la diffraction de Bragg, donne accès à la forme, l'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.
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Dates et versions

hal-00646677 , version 1 (30-11-2011)

Identifiants

  • HAL Id : hal-00646677 , version 1

Citer

Wolfgang Ludwig, Andrew King, Michael Herbig, Peter Reischig, J. Marrow, et al.. [La microstructure 3D des matériaux polycristallins vue sous la lumière synchrotron]. L'Actualité Chimique, 2011, 356-357, pp.62-67. ⟨hal-00646677⟩
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