Caractérisation microstructurale des matériaux : analyse par les rayonnements X et électronique

Auteur(s) :

Esnouf, Claude Découvrir l'auteur

Résumé

Présentation pédagogique et exhaustive de l'ensemble des bases physiques et méthodologiques de caractérisation des matériaux utilisant les rayonnements X et électroniques, depuis l'exposé du langage spécialisé de la cristallographie jusqu'aux méthodes fines impliquant de grands instruments scientifiques.

Éditeur(s)
- Presses polytechniques et universitaires romandes
Date
- 2011
Notes
- Notes bibliogr.
Langues
- Français
Description matérielle
- 1 vol. (XVI-579 p.) : illustrations en noir et blanc ; 24 x 16 cm
Collections
- Metis LyonTech
Sujet(s)
ISBN
- 978-2-88074-884-5
Indice
- 620.2 Sciences des matériaux
Quatrième de couverture
- Caractérisation microstructurale des matériaux
  Analyse par les rayonnements X et électronique
  Cet ouvrage présente de façons exhaustive et pédagogique les bases physiques et méthodologiques de caractérisation des matériaux basées sur l'utilisation des rayonnements X et électronique.
  Rédigé par l'un des meilleurs spécialistes francophones du domaine, les six chapitres de cet ouvrage couvrent l'ensemble de la discipline, depuis l'exposé du langage spécialisé de la cristallographie jusqu'aux méthodes fines impliquant les grands instruments scientifiques. Les méthodes basées sur l'usage du rayonnement X et du rayonnement électronique et mettant en oeuvre la diffraction ou l'imagerie sont exposées en détail, tout comme les nombreux modes d'imagerie électronique. Un chapitre entier est par ailleurs dévolu à la présentation des spectroscopies utiles tant à la caractérisation d'ordre chimique que celle d'ordre structural.
  Illustré de nombreux exemples et d'exercices résolus, ce manuel constitue une véritable référence pour les étudiants de second cycle d'écoles d'ingénieur, de Master, ainsi que pour les praticiens désireux d'approfondir leurs connaissances dans le domaine.
Tables des matières
- - Caractérisation microstructurale des matériaux
  - Analyse par les rayonnements X et électronique
  - Claude Esnouf
  - Presses polytechniques et universitaires romandes
  - Avant-proposvii
  - Introduction1
  - Chapitre 1 Éléments de cristallographie
  - 1.1 Réseau de translation7
  - 1.1.1 Définitions7
  - 1.1.2 Classifications des cristallographes10
  - 1.1.3 Symétries de réseau et de groupe ponctuel12
  - 1.1.4 Opérations de symétrie de réseau14
  - 1.1.5 Réseaux cristallographiques17
  - 1.2 Groupes ponctuels ou classes cristallines28
  - 1.2.1 Construction des groupes ponctuels - Quelques exemples28
  - 1.2.2 Les 32 groupes ponctuels33
  - 1.3 Groupes d'espace tridimensionnels39
  - 1.3.1 Position du problème39
  - 1.3.2 Les opérateurs de symétrie microscopique40
  - 1.3.3 Construction des groupes spatiaux47
  - 1.3.4 Lecture des Tables Internationales de Cristallographie50
  - 1.4 Indexation et représentation des plans réticulaires57
  - 1.4.1 Indices de Miller57
  - 1.4.2 Espace et réseau réciproques62
  - 1.4.3 Projection stéréographique67
  - 1.5 Bibliographie73
  - Chapitre 2 Diffraction par les cristaux
  - 2.1 Diffusion atomique et diffraction par un cristal75
  - 2.1.1 Origine de la diffusion75
  - 2.1.2 Diffraction par un cristal76
  - 2.2 Conditions de diffraction77
  - 2.2.1 Conditions de Laue77
  - 2.2.2 Conditions de Bragg79
  - 2.2.3 Conditions d'Ewald81
  - 2.3 Amplitude diffractée81
  - 2.3.1 Définitions81
  - 2.3.2 Facteur de structure83
  - 2.3.3 Facteur de forme89
  - 2.3.4 Intensité diffractée - Loi de Friedel94
  - 2.3.5 Transformée de Fourier de l'intensité - Fonction de Patterson95
  - 2.4 Bibliographie96
  - Chapitre 3 Radiocristallographie X
  - 3.1 Principaux rayonnements99
  - 3.1.1 Longueur d'onde associée99
  - 3.1.2 Notions de base de l'interaction rayonnement-matière100
  - 3.2 Radiocristallographie X102
  - 3.2.1 Production des rayons X102
  - 3.2.2 Détection des rayons X114
  - 3.2.3 Optique pour rayons X118
  - 3.2.4 Filtrage par absorption sélective123
  - 3.2.5 Unités utilisées en radioprotection125
  - 3.2.6 Base physique de la diffusion cohérente des rayons X126
  - 3.2.7 Diffusion incohérente132
  - 3.2.8 Diffusion anomale133
  - 3.2.9 Installations pour la radiocristallographie X135
  - 3.3 Méthodes expérimentales d'étude des cristaux par les rayons X142
  - 3.3.1 Position du problème142
  - 3.3.2 Méthode des poudres144
  - 3.3.3 Méthode du sin² (...) pour la mesure des contraintes153
  - 3.3.4 Méthode du cristal tournant156
  - 3.3.5 Méthode des Laue159
  - 3.3.6 Cas des textures163
  - 3.3.7 Méthode par diffraction rasante (GIXRD et GISAXS)165
  - 3.3.8 Réflectométrie172
  - 3.3.9 Diffusion centrale (ou SAXS)174
  - 3.3.10 Détermination structurale de structures complexes - Méthode directe dite de l'atome lourd186
  - 3.4 Techniques d'étude des matériaux par imagerie X189
  - 3.4.1 Radioscopie et tomographie X189
  - 3.4.2 Topographie X193
  - 3.4.3 Microscopie X196
  - 3.4.4 Ptychographie X199
  - 3.5 Bibliographie201
  - Chapitre 4 Diffraction par les rayonnements corpusculaires
  - 4.1 Diffusion électronique et neutronique204
  - 4.1.1 Facteurs de diffusion204
  - 4.1.2 Caractéristiques particulières209
  - 4.2 Diffraction électronique213
  - 4.2.1 Principe de la méthode213
  - 4.2.2 Mode opératoire de la diffraction électronique216
  - 4.2.3 Phénomène de double diffraction218
  - 4.2.4 Exploitation du phénomène de diffusion inélastique - Lignes de Kikuchi219
  - 4.3 Méthodes expérimentales d'étude des cristaux par diffraction électronique221
  - 4.3.1 Diffraction conventionnelle221
  - 4.3.2 Diffraction en faisceau convergent223
  - 4.3.3 Diffraction par précession229
  - 4.4 Déterminations permises par la diffraction électronique230
  - 4.4.1 Identification d'une substance230
  - 4.4.2 Orientation d'un cristal231
  - 4.4.3 Déterminations structurales232
  - 4.4.4 Mesure de l'épaisseur d'un objet235
  - 4.4.5 Analyse des défauts par LACBED236
  - 4.5 Exemples illustratifs237
  - 4.5.1 Dépôts nanocristallins237
  - 4.5.2 Fine précipitation de CrN dans un alliage Fe-3%Cr238
  - 4.5.3 Relations cristallographiques entre grains (cas du dépôt Nb/Cu)239
  - 4.5.4 Détermination des symétries cristallines d'un composé non répertorié239
  - 4.6 Bibliographie242
  - Chapitre 5 Imagerie électronique
  - 5.1 Présentation générale des imageries électroniques243
  - 5.1.1 Pourquoi l'imagerie électronique ?243
  - 5.1.2 Optique électronique (rudiments)244
  - 5.1.3 Pouvoir séparateur théorique247
  - 5.1.4 Différents types d'imagerie électronique248
  - 5.1.5 Différents modes d'imagerie électronique251
  - 5.2 Production du faisceau - Le canon à électrons261
  - 5.2.1 Filament et pointe émettrice262
  - 5.2.2 Emission électronique262
  - 5.2.3 Canon à électrons264
  - 5.2.4 Brillance des sources266
  - 5.2.5 Dispersion énergétique du faisceau - Coefficient d'aberration chromatique267
  - 5.3 Imagerie électronique à balayage268
  - 5.3.1 Constitution du microscope268
  - 5.3.2 Taille de sonde - Résolution intrinsèque270
  - 5.3.3 Profondeur de champ271
  - 5.3.4 Distance de travail272
  - 5.3.5 Résolution selon les différents modes272
  - 5.3.6 Modes de travail - Contraste des images273
  - 5.4 Imagerie électronique en transmission291
  - 5.4.1 Constitution du microscope291
  - 5.4.2 Observation des matériaux en imagerie conventionnelle (METC/CTEM)293
  - 5.4.3 Théories du contraste des images en METC304
  - 5.4.4 Exemples illustratifs en METC318
  - 5.4.5 Contraste des images en imagerie de haute résolution (METHR)325
  - 5.4.6 Fonction de transfert331
  - 5.4.7 Exemples illustratifs en METHR345
  - 5.4.8 Microscopie par contraste de Fresnel350
  - 5.4.9 Microscopie de Lorentz - Observation des domaines magnétiques351
  - 5.4.10 Holographie électronique354
  - 5.4.11 Imagerie en champ sombre annulaire (ADF-HAADF)359
  - 5.4.12 Tomographie électronique364
  - 5.4.13 Préparation des objets366
  - 5.5 Bibliographie375
  - Chapitre 6 Spectroscopies X et électronique
  - 6.1 Généralités379
  - 6.2 Spectroscopie X382
  - 6.2.1 Spectroscopie EDS (ou EDX)382
  - 6.2.2 Spectroscopie WDS (ou WDX)395
  - 6.2.3 Fluorescence X398
  - 6.2.4 Spectroscopie X induite par irradiation de particules (PIXE)399
  - 6.3 Spectroscopie d'émission400
  - 6.3.1 Spectroscopie de photoémission (XPS ou ESCA)400
  - 6.3.2 Spectroscopie Auger407
  - 6.4 Spectroscopie d'absorption (XAS)410
  - 6.4.1 Introduction410
  - 6.4.2 Spectroscopie d'absorption X412
  - 6.4.3 Spectroscopie de pertes d'énergie des électrons (EELS)418
  - 6.4.4 Comparaison XAS et EELS436
  - 6.5 Bibliographie438
  - Annexe A Réseaux et groupes à deux dimensions441
  - Annexe B Transformée de fourier, produit de convolution et fonction de Patterson443
  - B.1 Propriétés443
  - B.2 Exemples de transformées444
  - B.3 Produit de convolution444
  - B.4 Fonction de Patterson445
  - Annexe C Coefficient de Debye-Waller447
  - Annexe D Rappels sur la structure électronique d'un atome449
  - Annexe E Optique diffractive : réseaux zonés et lentille de Fresnel451
  - Annexe F Facteur de forme et géométrie du cristal455
  - Annexe G Relation facteur de diffusion électronique et potentiel459
  - Annexe H Facteur de diffusion électronique dans le modèle de Wentzel-Yukawa461
  - Annexe I Correcteurs d'aberrations463
  - Annexe J Compléments à l'imagerie de haute résolution465
  - J.1 Déphasage résultant d'une aberration465
  - J.2 Fonction de transfert et défocalisation de Scherzer467
  - J.3 Cohérence spatiale partielle468
  - J.4 Cohérence temporelle partielle469
  - J.5 Fonction de transfert d'un microscope réel469
  - J.6 Transformée de Fourier d'un potentiel sinusoïdal en sortie de l'objet470
  - J.7 Approche générale de la construction de l'image472
  - J.8 Transformée de Fourier de l'image473
  - Annexe K Règle d'or de fermi et sections efficaces de pertes475
  - K.1 Probabilité de transition475
  - K.2 Excitation électronique476
  - K.3 Excitation photonique478
  - K.4 Comparaison de deux modes d'excitation478
  - Exercices et leurs solutions
  - Ex. 1 Structures cristallines simples
  - ex.481
  - sol.525
  - Ex. 2 Sites dans les structures simples
  - ex.483
  - sol.527
  - Ex. 3 Réseaux à deux dimensions
  - ex.485
  - sol.528
  - Ex. 4 Modèle cristallographique de la Wurtzite ZnS
  - ex.488
  - sol.530
  - Ex. 5 Opérateurs de symétrie
  - ex.489
  - sol.532
  - Ex. 6 Changement de base
  - ex.490
  - sol.535
  - Ex. 7 Réseau réciproque
  - ex.492
  - sol.537
  - Ex. 8 Cristaux R
  - ex.493
  - sol.539
  - Ex. 9 Projection stéréographique d'un cristal quadratique
  - ex.494
  - sol.540
  - Ex. 10 Facteur de structure
  - ex.495
  - sol.542
  - Ex. 11 Détermination structurale de Al₃BC par diffraction X
  - ex.495
  - sol.543
  - Ex. 12 Orientation d'un monocristal de silicium
  - ex.500
  - sol.546
  - Ex. 13 Diffusion à force centrale
  - ex.504
  - sol.548
  - Ex. 14 Diffraction électronique du cobalt dans le cermet WC-Co
  - ex.506
  - sol.550
  - Ex. 15 Zones de Laue de l'or
  - ex.509
  - sol.552
  - Ex. 16 Imagerie de haute résolution de l'alliage Fe-Al
  - ex.510
  - sol.554
  - Ex. 17 Analyse EDX du chrysotile
  - ex.512
  - sol.556
  - Ex. 18 Analyse XPS du chrysotile
  - ex.516
  - sol.558
  - Ex. 19 Analyse Auger d'un verre et des oxydes de cuivre
  - ex.520
  - sol.559
  - Liste des symboles563
  - Liste des acronymes569
  - Définitions et valeurs de quelques grandeurs physiques573
  - Index575
Origine de la notice:
- Electre