Materiaalin luonnehdinta

Materiaalin ymmärtämiseksi on välttämätöntä luonnehtia sitä, eli analysoida sen ominaisuuksia. Materiaalien karakterisointiin on monia tekniikoita, jotka perustuvat erilaisiin fyysisiin perusperiaatteisiin: säteily-aineen vuorovaikutus , termodynamiikka ja mekaniikka .

Mekaaniset testit

Mekaaniset testit ovat yleisimmin käytetään tuotannossa, koska ne mahdollistavat saada tietoa mekaanisiin ominaisuuksiin nopeasti suhteellisen yksinkertainen mittalaitteiden. Tärkeimmät mekaaniset testit ovat:

jännitys : testinäytettä vaaditaan yksiaksiaalisessa jännityksessä murtumiseen sen mekaanisten ominaisuuksien, kuten Youngin moduuli E , murtovenymä A %, kimmoisuusraja R e tai σ y ja vastuksen vetolujuus R m, määrittämiseksi . Katso myös Dynamometer ;
kovuus : soveltaa mallin kovuuskärjen alle tietyn kuorman F . On olemassa useita testejä halutun kovuuden tyypistä riippuen (Meyer, Brinell, Rockwell, Vickers ja Shore). Katso myös Mohsin asteikko ;
joustavuus : testikappale, jonka lovi on keskellä U tai V, katkaistaan Charpy-heilavasaralla ;
väsymys : suuri määrä taivutusjaksoja altistetaan vakiotestinäytteille. Kun otetaan huomioon hetki, jolloin nämä näytteet murtuvat, väsymyksen murtumisraja σ d;
dynaaminen mekaaninen analyysi (DMA): yksi pyytää esimerkiksi pitoa ja puristusta koskevaa materiaalia tietyllä taajuudella. Jännitys-muodonmuutoskaavion mallinnuksen ansiosta saadaan kompleksi Youngin moduuli, vaimennuskerroin ja joissakin tapauksissa Poissonin suhde v . Tämä on erityisen välttämätöntä (vanhentuneiden) polymeerien ja niiden käyttöasteen (lasiainen, kumimainen tai amorfinen) tutkimiseen.

Erittäin muovattavien materiaalien tapauksessa on mahdollista käyttää pyöriviä järjestelmiä (kaksilevyisiä) eikä enää lineaarisia. Katso myös reometri .

Fysikaalis-kemialliset analyysit

Säteily-aineen vuorovaikutus

Tärkeimmät tekniikat, joissa käytetään säteily-aineen vuorovaikutusta, ovat:

mikroskopia:
- Pyyhkäisyelektronimikroskopia (SEM): se on elektronimikroskopiatekniikka, joka perustuu elektroni-aine-vuorovaikutuksen periaatteeseen,
- lähetyselektronimikroskopia (TEM): ohut näyte pommitetaan elektronisäteellä pääasiassa diffraktiokuvion saamiseksi,
- optinen mikroskooppi : yksinkertainen ja perinteinen havainto mikroskooppisessa mittakaavassa,
- ionikenttämikroskooppi ,
- tunnelointimikroskooppi ,
- paikallinen koetinmikroskooppi ,
- atomivoimamikroskooppi (AFM);
Röntgenkuvat :
- Röntgendiffraktio ,
- energiahajonta-analyysi (EDS tai EDX),
- dispersiivinen aallonpituusanalyysi (WDS tai WDX),
- X fluoresenssi ,
- pienikulmainen röntgensironta (SAXS),
- energian menetysspektroskopia (EELS),
- X fotoelektronispektrometria (XPS),
- Auger-elektronispektroskopia (AES),
- radiografia ;
optinen säteily:
- ultravioletti-näkyvä spektroskopia (UV-vis),
- Fourier-muunnosinfrapunaspektroskopia (IRTF tai FTIR englanniksi),
- termoluminesenssi ,
- fotoluminesenssi ;
neutronisäde :
- neutronidiffraktio ,
- pienkulmainen neutronidiffraktio (SANS),
- neutronografia ,
- neutronien aktivaatio ;
massaspektroskopia :
- sekundäärisen ionin massaspektrometria (SIMS);
NMR-spektroskopia .

Lämpöanalyysi

Termodynamiikkaa sisältävät tekniikat sisältävät differentiaalisen pyyhkäisykalorimetrian (DSC) ja termogravimetrisen analyysin (ATG). Katso myös termomekaaninen analyysi (TMA).

Rikkoutumaton testaus

Useimpien karakterisointitekniikoiden sanotaan olevan tuhoavia, koska materiaali on vaurioitunut testin lopussa. On myös niin sanottuja rikkomattomia testaustekniikoita , jotka eivät heikennä materiaalia.