Notions sur les grandes méthodes de caractérisation des solides
La caractérisation des matériaux consiste à déterminer la nature des atomes et des molécules qui les constituent et à en mesurer la composition (analyse quantitative élémentaire et moléculaire).
Voici ci-dessous les techniques expérimentales de caractérisation élémentaires les plus répandues.
La plupart de ces méthodes sont destructrices. Elles font appel à l'émission ou à l'absorption de photons par les atomes, sous l'effet d'une excitation qui provoque la fusion ou la vaporisation du solide.
Ces techniques se différencient surtout par les principes de mesure des photons émis.
Enfin, certaines techniques sont spécialisées dans la mesure :
de la composition moyenne dans la masse.
de la composition de surface, ou en fonction de la profondeur.
de la composition locale d'un très petit volume de matière (microanalyse).
Méthodes | Matériaux concernés | Surface analysée | Profondeur analysée | Informations obtenues |
|---|---|---|---|---|
Fluorescence X Rayonnement X induit par bombardement X | Solides et liquides Tous matériaux. Roches et alliages | Quelques mm2 | Quelques
| Nature des éléments chimiques |
Spectrométrie d'émission optique Émission d'ions émis dans un plasma superficiel Induit par étincelles ou plasma d'argon (GDL) | Matériaux conducteurs. Métaux et alliages. Revêtements métalliques. | De 0.1
A 1 mm Selon la technique | ||
Microanalyse par émission X (EDS et WDS) Rayonnement X induit par bombardement d'électrons | Tous solides. Méthode peu sensible aux éléments légers | Quelques
| Quelques
| |
Spectrométrie par électrons Auger Énergie des électrons émis sous champ électrique | Extrême surface des solides. Pollution superficielle | Quelques nm | ||
Spectrométrie de masse (SIMS) Masse des atomes arrachés à la surface par flux d'ions. | Une couche atomique | Nature des éléments et des ions | ||
Spectrométrie ESCA Énergie d'un photon qui excite un atome | Matériaux moléculaires. Minéraux et polymères |
