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Auteur(s)
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Norbert BROLL : Docteur ès Sciences - Directeur du laboratoire d’analyse de matériaux de la société FORTEX - Chargé d’enseignement et de recherche à l’École Nationale Supérieure des Arts et Industries de Strasbourg
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Lire l’articleINTRODUCTION
Lanalyse non destructive d’échantillons cristallisés par diffraction des rayons X est une méthode puissante pour résoudre de nombreux problèmes industriels et technologiques. Au début, cette technique était surtout utilisée pour déterminer, à partir d’échantillons monocristallins, les structures des cristaux. Par la suite, d’autres applications concernant la caractérisation des matériaux polycristallins ont été développées.
Parmi les appareils utilisés actuellement, c’est certainement le diffractomètre pour poudres qui est le plus courant dans les laboratoires industriels et universitaires.
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- Version archivée 1 de oct. 1983 par Christian LAHANIER, Paul PARNIÈRE, Gérard MAEDER
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6. Mesure des contraintes résiduelles. Tensions internes
L’allègement des structures et des pièces mécaniques conduit à utiliser les matériaux au maximum de leurs propriétés. La prise en compte des contraintes résiduelles (ou internes) résultant des processus de fabrication (solidification, mise en forme, usinage, traitements thermiques dans la masse ou superficiels, assemblage...) devient alors fondamentale, du fait de leur influence, favorable ou défavorable, sur les propriétés d’emploi.
6.1 Macrocontraintes et microdéformations
La diffraction des rayons X permet de déterminer les microcontraintes (ou microdéformations) et les macrocontraintes. Rappelons que les microdéformations sont liées à des variations à petite échelle autour de la valeur moyenne d, entraînant un élargissement des raies (figure 12 b). Pour les macrocontraintes, on considère une déformation uniforme d’un ensemble de grains entraînant une déformation ε = Δd / d0 globale des distances interréticulaires inférieure à 0,2 %. Une raie de diffraction correspondant à une famille de plans cristallins subira un déplacement (figure 12 a).
Le principe de la méthode de mesure est de prendre comme jauge de déformation la distance interréticulaire
d’une famille de plans cristallins (
). La mesure de la déformation ε = Δd / d0 est reliée au déplacement Δ 2 θ d’une raie de diffraction correspondant à la famille de plans (
) ; d0 représente la distance interréticulaire du matériau non contraint.
L’utilisation de la diffraction X a pour la méthode les conséquences suivantes :
-
cette méthode est non destructive ;
-
elle ne peut s’appliquer qu’à des matériaux cristallins ;
-
elle ne concerne que les couches superficielles du matériau...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - GUINIER (A.) - Théorie et technique de la radiocristallographie. - 1956 Dunod, Paris.
-
(2) - CULLITY (B.D.) - Elements of X-Ray diffraction. - 1956 Addison-Wesley Publishing Company, Inc.
-
(3) - NEFF (H.) - Grundlagen und Auswertung des Rönt-gen-Feinstruktur-Analyse. - 1962 Oldenburg, München.
-
(4) - WILSON (A.J.C.) - Mathematical theory of X-Ray powder diffractometry. - 1963 Philips Technical Library, Eindhoven.
-
(5) - NUFFIELD (E.W.) - X-Ray diffraction methods. - 1966 John Wiley and Sons, New York.
-
(6) - KAELBLE (E.F.) - Handbook of X-Rays. - 1967 McGraw-Hill Book Company, New York.
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