Guide
Recherche sur les matériaux avec la technique d'excitation impulsionnelle
Utilisation de la TIE pour la caractérisation haute précision des matériaux dans les applications de recherche, notamment le test à haute température jusqu'à 1800 °C.
Author: dr.ir. Alex Van den Bossche
Aperçu
La technique d’excitation impulsionnelle permet la caractérisation non destructive des matériaux par une méthodologie simple « frapper et lire », fournissant aux chercheurs des mesures de haute précision des propriétés élastiques.
Propriétés mesurables
La technique mesure les caractéristiques clés du matériau :
| Propriété | Description |
|---|---|
| E-module | Module de Young (rigidité) |
| G-module | Module de cisaillement |
| Constante de Poisson | Rapport de déformation latérale/axiale |
| Vitesse du son | Vitesse acoustique dans le matériau |
| Friction interne/amortissement | Caractéristiques de dissipation d’énergie |
Précision de mesure
La résolution de mesure atteint une précision exceptionnelle :
- Résolution : 1 partie par million (ppm)
- Reproductibilité : ±2 ppm
- Précision : ±5 ppm
Cela fait de la TIE l’une des méthodes d’analyse des matériaux les plus sensibles disponibles pour la détermination des propriétés élastiques.
Applications de recherche
Traitements de surface et revêtements
Détection des traitements de surface et des couches ajoutées par les changements de rigidité. Les effets du revêtement sur les propriétés du substrat deviennent quantifiables.
Évaluation de la porosité
Évaluation de la porosité du matériau via les modes de compression longitudinale. Les variations de densité corrèlent avec les décalages de fréquence.
Détection des fissures
Identification des fissures par les augmentations de friction interne mesurées. La sensibilité d’amortissement révèle les dommages invisibles à d’autres méthodes.
Variations de composition
Évaluation des variations de composition des composés par les changements de propriétés élastiques. La cohérence du matériau entre les lots devient vérifiable.
Test à haute température
Les systèmes à haute température optionnels permettent les mesures jusqu’à 1800 °C, révélant :
- Comportement thermo-viscoélastique : Changements des propriétés dépendant de la température
- Transitions de phase : Transformations cristallographiques
- Phénomènes de recristallisation : Évolution microstructurale
Les graphiques cascades exposent ces transitions à travers l’évolution de la fréquence et de l’amortissement avec la température.
Flexibilité du test
La nature non destructive permet les mesures répétées pendant :
- Les cycles de vieillissement
- Les chocs thermiques
- L’exposition environnementale
- Le chargement par fatigue
Cela permet le suivi de l’évolution du matériau sous différentes conditions de contrainte, fournissant des insights impossibles avec les méthodes de test destructives.
Applications par domaine
- Recherche en céramiques : Optimisation du frittage, développement de composition
- Recherche en métaux : Développement d’alliages, études de traitement thermique
- Recherche en composites : Interaction fibre/matrice, évolution des dommages
- Recherche en revêtements : Adhésion, effets de modification des propriétés
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