Service PM-IS (Propriétés Mécaniques – Imagerie de Surface)

<- Retour à la Plateforme de Caractérisation des Matériaux

Les techniques et les équipements associés

Microscopie à Force Atomique (AFM)
Type : Microscope à force atomique – Modèle et fabricant : Stand Alone Smena, NT-MDT (RU)
Informations recherchées

Étude de surfaces des matériaux à l’échelle nanométrique

  • Microscopie en mode contact, contact intermittent et détection de phase 
  • Mesure de potentiel de surface (sonde de Kelvin)
  • Microscopie à force magnétique (MFM) et à force électrique (EFM)
  • Microscopie à force latérale LFM (force de friction)
  • Mesure en contraste de phase 
  • Courbe d’approche/retrait
  • Mesure en double passage (déconvolution de la topographie et du signal à mesurer)
  • Mesure en PFM (Piezoresponse Force Microscopy)
  • Cartographie mécanique en mode contact résonnance 
  • Mesure en milieu liquide

Concerne les échantillons qui présentent une faible rugosité de surface dans un large panel d’applications (sciences des matériaux, l’énergie solaire, couches minces, semi-conducteurs, micro/nanostructures, optique, chimie, biologie…).

Profilomètrie mécanique de contact à stylet
Type : Profilomètre à contact mécanique à stylet – Modèle et fabricant : DEKTAK XT, Bruker (USA)
Informations recherchées

Évaluation de la micro-géométrie des surfaces par imagerie 2D et 3D avec une numérisation jusqu’à 200mm sans coupure

  • Examen des défauts de surface 2D et 3D
  • Analyse de texture des surfaces par séparation des écarts géométriques entre l’ondulation et la rugosité en 2D et 3D
  • Analyse de forme en 2D et 3D
  • Paramètres d’amplitude et spatiaux en 2D et 3D
  • Hauteur de marche (de 10nm à 1mm)
  • Courbe du taux de longueur portante et distribution d’amplitude
  • Mesure de contrainte résiduelle des couches minces à partir de la loi de Stoney

Concerne les matériaux durs jusqu’aux polymères avec des surfaces de faible à forte rugosité.

Nano-Indentation

La nano-indentation est une technique de caractérisation des propriétés mécaniques locales. Elle a pour but de comprendre les comportements structuraux et mécaniques aux échelles nanométriques et microscopiques, des matériaux massifs ou en couches minces. Ces matériaux peuvent être traités à hautes températures (Température ambiante à 500°C) grâce à un système de chauffage par deux lasers.

Le service dispose de deux appareillages pour la nano-indentation.

Type : Nano-indenteur – Modèle et fabricant : Nano Indenter II, Nano Instruments, Inc. (USA)

Type : Nano-indenteur – Modèle et fabricant : Nano-indenter G200X, KLA (USA)
Informations recherchées

Exploration des propriétés mécaniques des matériaux aux échelles submicroniques dans une gamme de charge s’étendant jusqu’à 10 N

  • Mesures de dureté et de module d’Young (méthode d’Oliver et Pharr)
  • Contrainte d’écoulement plastique
  • Propriétés viscoélastiques (module de perte, module de stockage, tangente Delta)
  • Mesure d’adhérence interfaciale
  • Ténacité à la rupture
  • Mesure CSM (Continuous Stiffness Measurement)
  • Cartographie quantitative des propriétés mécaniques
  • Tests de rayure et d’usure

Applications :

  • Semi-conducteurs, couches minces, MEMS (applications wafer)
  • Revêtements durs, y compris les films de carbone de type diamant (DLC)
  • Matériaux composites, fibres, polymères
  • Métaux, céramiques
  • Soudure
  • Biomatériaux, tissus biologiques et artificiels
Tribologie

Type : Tribomètre à déplacement alternatif – Modèle et fabricant : TRIBOtester, TRIBOtechnic
Informations recherchées

Étude des propriétés tribologiques

  • Coefficient de frottement dynamique
  • Taux d’usure
  • Puissance dissipée sous forme de chaleur au cours du frottement
  • Perte énergétique due au frottement
  • Mécanismes d’usures

Concerne les matériaux céramiques, les métaux et alliages, les biomatériaux, les polymères, les lubrifiants et additifs…

Contact :

Hervé GLENAT herve.glenat_at_promes.cnrs.fr

☎ : +33 0(4) 68 68 22 40