Équipements

Hitachi SU-8230 FESEM

Le HITACHI SU-8230 figure parmi les meilleurs microscopes électroniques à balayage (MEB) au monde, et il est muni d’une source à émission de champ à froid de très haute performance. Ce microscope est doté de la plus grande chambre d’échantillons de la série SU8200 et d’un canon à émission de champ à froid optimisé pour les basses tensions, ce qui permet d’atteindre une résolution pouvant aller jusqu’à 0,6 nm à 15 kV.

Le MEB SU-8230 de l’ÉTS est équipé de trois détecteurs spécialisés, permettant de répondre à différents objectifs de mesure :

• Deux détecteurs EDS (spectroscopie de rayons X à dispersion d’énergie) :
  • Un détecteur Bruker XFlash, adapté aux hautes tensions (supérieures à 15 kV) pouvant être utilisé simultanément avec des mesures EBSD afin de détecter la composition chimique et les informations cristallographiques;
  • Un détecteur Bruker FlatQUAD conçu pour des mesures à basses tensions (inférieures à 20 kV), jusqu’à 3 kV, et dont la géométrie ainsi que la faible distance à la surface de l’échantillon permettent une amélioration significative du niveau d’analyse EDS des nanoparticules.
• Un détecteur Bruker e-FlashHD EBSD permettant d’effectuer en même temps un balayage rapide et une haute définition des motifs (configurations) de Kikuchi, afin d’afficher les détails les plus fins.

MEB Hitachi TM3000

Le MEB de table HITACHI TM3000 est muni d’un détecteur d’électrons rétrodiffusés pour l’imagerie et d’un détecteur EDS XFlash pour l’analyse chimique. Il constitue le meilleur choix pour effectuer des observations rapides de la microstructure et pour révéler des caractéristiques spécifiques à l’échelle du micron. Les principaux avantages liés à l’utilisation de ce microscope sont :

• la configuration simple des échantillons
• une atteinte rapide du vide
• une interface simple et conviviale
• un temps de réglage court.

Le détecteur XFlash®430 H du microscope est un détecteur à dérive au silicium (SDD) possédant une surface active de 30 mm². Il est capable de détecter tous les éléments à partir du bore (B5 à Am95).

MEB Hitachi S-3600N

Le Hitachi S-3600N fait partie de la série S-3000 des MEB Hitachi et offre des avantages particuliers grâce à :

• sa grande chambre d’échantillonnage (jusqu’à 10 pouces);
• sa capacité de recevoir des échantillons de forte épaisseur (jusqu’à 70 mm);
• sa tolérance aux échantillons de masse élevée (jusqu’à 2,0 kg);
• sa large chambre d’échantillons à entraînement automatique, munie d’un moteur à cinq axes (X/Y : 150 mm/110 mm);
• sa garantie de résolution à faible tension Vacc. (3 kV);
• une pression de vide réglable (VP).

Microscope confocal laser Olympus LEXT OLS4100

L’Olympus LEXT OLS4100 est un microscope confocal laser 3D permettant de révéler des éléments de surface avec une résolution allant jusqu’à 10 nm. En plus de l’acquisition rapide d’images à haute résolution, sa puissance métrologique supérieure permet une imagerie sur des pentes allant jusqu’à 85°.

Parmi les capacités du LEXT OLS4100, on peut citer :

• la mesure de microprofils;
• les mesures multicouches de matériaux, même s’ils sont transparents;
• la mesure de la rugosité de surface;
• l’imagerie couleur 3D.

Hitachi IM4000Plus à usinage ionique

Le HITACHI IM4000Plus dispose de configurations intégrées pour le polissage à plat et en coupe transversale. Il s’agit d’un équipement de polissage ionique (à l’argon ionisé) utilisé pour la préparation des surfaces d’échantillons. Cette méthode permet de faire disparaitre les dommages causés par les polissages mécaniques conventionnels, notamment les rayures et les effets associés aux déformations.

L’IM4000Plus est le dernier modèle développé de sa série. Il offre des taux de polissage améliorés, tant en mode plan qu’en coupe transversale.

Laser Flash Analyzer (LFA) Linseis

Le Laser Flash Analyzer (LFA), un analyseur thermique par méthode flash laser, est un instrument de haute précision conçu pour mesurer les propriétés thermophysiques des matériaux. Il permet de déterminer avec exactitude la diffusivité thermique, la conductivité thermique et la capacité calorifique massique sur une vaste plage de températures, ce qui en fait un outil essentiel pour la recherche scientifique, le développement de nouveaux matériaux et diverses applications industrielles.

La technique LFA repose sur l’application d’une brève impulsion laser à haute énergie sur la face avant d’un échantillon préalablement chauffé de manière uniforme à une température stable. L’onde de chaleur générée se propage alors à travers le matériau, et la hausse de température sur la face arrière est enregistrée à l’aide d’un détecteur infrarouge très sensible. L’analyse de la courbe temps-température permet de déterminer précisément la diffusivité thermique. En combinant cette donnée avec la capacité calorifique du matériau et sa densité, il est également possible de calculer sa conductivité thermique.

Cette méthode non destructive offre une grande précision, une excellente répétabilité et des temps de mesure rapides. Elle convient à un large éventail de matériaux, notamment les métaux, alliages, céramiques, polymères et composites. Le LFA est largement utilisé pour :

• caractériser le comportement thermique dans des conditions exigeantes;
• soutenir l’optimisation des procédés;
• valider des modèles thermiques ou numériques avancés.

Analyseur de métaux SPECTROMAXx

L'analyseur de métaux SPECTROMAXx d’AMETEK est un spectromètre d’émission optique à étincelle (OES) haute performance conçu pour l’analyse chimique rapide et précise des métaux et alliages. Il permet d’obtenir des mesures exactes de la composition élémentaire, ce qui en fait un instrument clé pour le contrôle de la qualité, l’identification d’alliages et le suivi des procédés dans les environnements industriels et de recherche.

Le système fonctionne en générant une décharge à étincelle contrôlée à la surface d’un échantillon métallique solide, ce qui excite les atomes et produit des émissions optiques caractéristiques. Ces émissions sont analysées par un spectromètre à haute résolution afin de déterminer la concentration des éléments d’alliage et des éléments traces avec une excellente précision et une grande répétabilité.

Le SPECTROMAXx convient à un large éventail de matériaux métalliques, notamment :

• les aciers
• les fontes
• les alliages d’aluminium
• les alliages de cuivre
• les alliages à base de nickel.

Sa robustesse, sa rapidité d’analyse et la préparation minimale des échantillons en font un outil idéal pour les fonderies, aciéries, laboratoires métallurgiques et centres de R&D.

XRDynamic 500 Anton Paar

Le diffractomètre à rayons X XRDynamic 500 (XRD) d’Anton Paar est un système de diffraction dynamique et résolue en temps conçu pour l’analyse cristallographique in situ et operando. Il permet le suivi en temps réel des transformations de phase, de l’évolution du réseau cristallin et des modifications microstructurales en fonction de la température, du temps ou de conditions appliquées.

Le système fonctionne en acquérant en continu des diagrammes de diffraction pendant que l’échantillon est soumis à des cycles thermiques contrôlés ou à des environnements spécifiques. Cette approche permet d’observer directement des processus cinétiques tels que les transformations de phase, la précipitation, la dissolution et les phénomènes de restauration. Le taux élevé d’acquisition de données et la géométrie optimisée du XRDynamic 500 le rendent particulièrement adapté à l’étude des états non équilibrés et transitoires qui ne peuvent être captés par la diffraction X statique conventionnelle.

Le XRDynamic 500 peut être utilisé pour réaliser :

• l’identification et la quantification de phases en mode résolu dans le temps;
• l’analyse de cinétique de transformation;
• l’étude de l’évolution des paramètres de réseau;
• les investigations cristallographiques dépendant de la température.

Il est largement utilisé en science des matériaux, métallurgie, céramique et dans les recherches sur les matériaux fonctionnels, soutenant des études avancées sur les relations procédé-structure et la validation de modèles thermodynamiques et cinétiques.

Système de nano‑indentation Step 500 Anton Paar

Le système de nano‑indentation Step 500 d’Anton Paar est un instrument de haute précision destiné à la caractérisation mécanique aux échelles micro‑ et nanométriques. Il permet la mesure quantitative de la dureté, du module d’élasticité et du comportement en déformation, grâce à une résolution spatiale et une résolution de force élevées.

La technique repose sur l’indentation contrôlée de la surface de l’échantillon à l’aide d’une pointe en diamant, tout en enregistrant en continu les courbes charge-déplacement. L’analyse de ces courbes permet d’accéder aux propriétés mécaniques fondamentales en utilisant des modèles reconnus tels que la méthode d’Oliver‑Pharr. La grande stabilité et le contrôle précis de la charge du Step 500 permettent de réaliser des essais fiables sur les films minces, les revêtements, les matériaux multiphasés ainsi que sur les petites entités microstructurales.

Le système peut être utilisé pour effectuer des profils mécaniques en fonction de la profondeur, des mesures de propriétés spécifiques à une phase ou encore des essais mécaniques localisés. Il est largement utilisé en science des matériaux, en métallurgie, en ingénierie des surfaces et dans la recherche en fabrication avancée, soutenant l’étude des relations microstructure-propriétés et la validation de modèles mécaniques à petites échelles.

Hot Stage Linkam

Le Hot Stage de Linkam est une plateforme thermique de précision conçue pour l’observation in situ des matériaux lors de cycles contrôlés de chauffage et de refroidissement. Il permet l’étude en temps réel des phénomènes thermiques, structuraux et liés aux transformations de phase, sous microscopie optique ou électronique.

Le système offre un contrôle précis de la température, des vitesses de chauffage et de refroidissement, ainsi que des cycles thermiques, fournissant un environnement stable pour observer le comportement des matériaux en fonction de la température. Combiné à des techniques d’imagerie, le Hot Stage permet la visualisation directe des transformations de phase, de la fusion et de la solidification, de la recristallisation, de la croissance de grains et de l’évolution microstructurale.

Cet équipement est utilisé pour réaliser des expériences de microscopie thermique in situ, soutenant des études fondamentales des processus thermodynamiques et cinétiques dans les métaux, alliages, polymères et autres matériaux avancés. Il est largement employé en science des matériaux, en métallurgie et dans le développement de procédés, lorsque la corrélation entre l’historique thermique et la réponse microstructurale est essentielle.

DSC 2500 TA Instruments

Le calorimètre différentiel à balayage DSC 2500 (DSC) de TA Instruments est un système d’analyse thermique haute performance conçu pour la caractérisation calorimétrique quantitative des matériaux. Il permet la mesure précise du flux de chaleur en fonction de la température et du temps, offrant un aperçu direct des transitions thermiques et des processus thermodynamiques.

La technique repose sur la comparaison du flux de chaleur entre un échantillon et une référence soumis à un programme de température contrôlé. Les variations du flux de chaleur sont associées à des phénomènes tels que les transformations de phase, la fusion et la solidification, les transitions vitreuses, les réactions de précipitation et les processus de restauration. La haute sensibilité et la stabilité thermique du DSC 2500 permettent une détection précise des événements endothermiques et exothermiques.

Ce système peut être utilisé pour déterminer les températures de transition, mesurer les enthalpies, analyser les cinétiques de transformation et évaluer la capacité calorifique. Il est largement appliqué en science des matériaux, métallurgie, polymères et recherche en fabrication avancée, soutenant l’étude des relations procédé–structure–propriétés ainsi que la validation de modèles thermodynamiques et cinétiques.

Pico-indenteur Hysitron PI 88

Le pico-indenteur Hysitron PI 88 est un instrument utilisé pour les essais nanomécaniques in situ au MEB. Des études de nano-indentation utilisant un pénétrateur Berkovich ou en coins de cube à température ambiante et à des températures élevées (allant jusqu'à 800 °C) seraient désormais réalisables avec le pico-indenteur PI 88 SEM.

L'une des spécifications uniques de ce modèle est l’accroissement de la limite de charge jusqu'à 100 mN.