Physique
Electromagnetic acoustic transducers modelling, optimisation and realisation
The electroacoustic transduction processes governing an electromagnetic acoustic transducer operating in transmitting and receiving modes are presented. The present approach includes three separate modelling states: 1. Static magnetic field simulation of an electromagnet, 2. Pulsed eddy current distribution of a spiral coil, and 3. Acoustic field equation. An analytical solution of the diffusion equation and its computer implementation are developed to predict the behavior of the eddy current radiation into an isotropic half space owing to an excitation coil driven by a high frequency pulsed current. To demonstrate the flexibility of this approach, and the efficiency of the developed software, the current induced by a spiral coil suspended over a metallic specimen is calculated. The second part of the present paper consists of electromagnetic acoustic transducers (EMATs) conception and construction for the contactless excitation and detection of different wave types. Receivers and transmitters EMATs have been realized. Voir les détails
Mots clés : computer simulation, electromagnetism, tranceivers
Hydrothermal Synthesis of Graphene
Nanomaterials containing carbon have open new ways for the development of interesting and innovator applications. Among these materials, the mother of all graphite shapes, the graphene, is becoming a material of a great interest because of their remarkable properties (physical, chemical and electrical ones). Currently, the graphene presents a great promise for potential applications in many technological fields such as: sensors, composites, transparent conducting films, solar cells, storage medium of gas, etc. The development of graphene is a technological challenge; the methods of current production are required with a balance between the facility of the production and the quality of materials. Our present work consists on a preparation of graphene oxide by Hummers method and its chemical reduction using an environmentally friendly reagent, namely, l-glutathione, under mild condition in aqueous solution. The resulting graphene was characterized by X-ray diffraction Voir les détails
Mots clés : Graphene, graphene nanosheets, hydrothermal technique, Chemical reduction
Caractérisation Mécanique de l’Acier Inox par Microscopie Acoustique Simulée
Le microscope acoustique est un instrument de mesure de l’infiniment petit, utilisé en CND. Il permet de faire une analyse qualitative (imagerie) et quantitative d’un matériau, et qui consiste en la détermination des propriétés mécaniques locales de l’échantillon. Cette microcaratérisation se fait en utilisant la signature acoustique V(Z), qui est la différence de potentiel à la sortie du capteur acoustique du microscope en fonction de son déplacement (Z) par rapport à l’échantillon. Le signal V(Z) résulte principalement de l’interférence de deux ondes, l’onde de Rayleigh et l’onde spéculaire normale. Celles-ci sont générées grâce à la lentille du microscope. L’idée développée dans cet article, consiste en la substitution du capteur du microscope par un système de trois sondes acoustiques non focalisantes, pour générer et recevoir uniquement l’onde de Rayleigh et l’onde spéculaire normale, afin de remonter à la signature acoustique. Par la suite, ce système de sonde est mis en application pour caractériser mécaniquement un échantillon d’acier inox. Voir les détails
Mots clés : Ondes de surface; signature acoustique; caractérisation.
SIMULATION DU FONCTIONNEMENT DU MICROSCOPE ACOUSTIQUE PAR DES TRANSDUCTEURS PIEZOELECTRIQUES
Le microscope acoustique est un instrument de mesure de l’infiniment petit. Ses principales applications, l’imagerie et la microcaractérisation, qui permettent la détermination des modules d’élasticité et un contrôle de qualité des échantillons. Le microscope acoustique utilise une lentilleconvergente qui permet de créer des ondes réfractées sous divers angles dont l’angle limite dit, angle de Rayleigh. Le faisceau acoustique réfléchi par le matériau à étudier, résulte de la superposition de l’onde qui est réémise normalement, des ondes rayonnantes de Rayleigh et de toutes les autres ondes générées sous incidence comprise entre l’incidence normale et l’incidence sous angle de Rayleigh. Le travail présenté dans cet article, est une étude expérimentale d’un nouvel appareil, dont le fonctionnement se base sur le principe de fonctionnement du microscope acoustique aux basses fréquences. Il est constitué de trois transducteurs piézoélectriques, disposés convenablement, pour générer et recevoir uniquement, les ondes « utiles » : spéculaire réfléchie et rayonnantes de Rayleigh. Cet appareil sera mis en application pour caractériser mécaniquement un échantillon d’acier inoxydable. Voir les détails
Mots clés : Onde normale, onde de Rayleigh, microcaractérisation
Study the influence of temperature on the mechanical behavior of low density polyethylene (LDPE) by genetic algorithms (GA)
Mathematical models are more and more used to simulate law mechanical of materials.In this work, genetic algorithm (GA) [1] was performed to determine the law of tensile mechanical behavior of low density polyethylene (LDPE), for a uniaxial tensile test .The parameters taken into account are the constraints based deformation for temperatures as 25 ° C and a strain rate included between 5.10-3s-1 and 50.10-3s-1 . . Our simulation results are compared with experimental work.To do this, and to approach the law of the mechanical behavior of the material used in our work, we opted for the method of genetic algorithm , or GA, as a method of simulation, we have applied to LDPE. Voir les détails
Mots clés : polymer, LDPE, mechanical response, Genetic algorithm, effect of temperature
Microstructural and magnetic characterization of Cu-Ni nanocrystalline powders.
Cu50Ni50 nanocrystalline powders have been prepared by mechanical alloying from pure elemental Ni and Cu powders in a planetary ball mill, at room temperature, under argon atmosphere. Morphological, structural, microstructural and magnetic properties of the ball milled powders were characterized by scanning electron microscopy, X-ray diffraction and vibrating sample magnetometer. The total mixing of the elemental powders gives rise to the formation of Ni(Cu) and Cu(Ni) solid solutions. Both the saturation magnetization and the coercivity decrease from 53emu/g and 39.4Oe, respectively, for pure Ni to about 12.65emu/g and 19.5Oe after 30 h of milling. Voir les détails
Mots clés : Cu50Ni50 nanocrystalline powders, Mechanical Alloying, Microstructural and magnetic properties.
Caractérisation mécanique du verre par indentation Vickers
L’alumine est un composé chimique qui existe à l’état naturel dans le minerai de bauxite. Elle est parmi les matériaux les plus utilisés constituant une part importante dans la technologie moderne. Dans ce travail nous avons évalué la résistance à l’usure de deux alumines industrielles différemment poreuses en mesurant la perte de masse en fonction du temps et de la taille d’abrasifs. Les tests de frottement et d’usure sont menés sur une polisseuse sous les mêmes conditions (vitesse, charge et temps), sur des abrasifs à gros et fins grains. A travers les résultats obtenus nous remarquons d’une part une amélioration de la résistance à l’usure pour l’alumine qui ne comporte pas beaucoup de pores. En outre des observations au MEB nous ont permis de confirmer les résultats obtenus relatifs à l’usure, en particulier l’endommagement plus prononcé des états de surface de l’alumine A2 plus que l’endommagement des états de surface de l’alumine A1. D’autre part la résistance à l’usure est d’autant plus faible que la taille des grains d’abrasif est fine. Voir les détails
Mots clés : verre, indentation vickers, vitro-céramique, dureté, ténacité
MONTE-CARLO SIMULATION OF PRIMARY ELECTRONS IN THE MATTER FOR THE GENERATION OF X-RAYS
The x-rays imagining chains components from the source to the detector, rest on the first part of simulation to the energy production of x-rays emission (source), which suggest us to identified the losses energies result from interaction between the fast electrons and the particles of metal : the energies losses due to “collisional losses” (ionization, excitation) and “radiative losses”. For the medium and the primary electron energy which interests us, the electrons slowing down in the matter results primarily from the inelastic collisions; whose interest is to have to simulate the x-rays characteristic spectrum. We used a Monte-Carlo method to simulate the energy loss and the transport of primary electrons. This type of method requires only the knowledge of the cross sections attached to the description of all the elementary events. In this work, we adopted the differential cross section of Mott and the total cross section of inner-shell ionization according to the formulation of Gryzinski, to simulate the energy loss and the transport of primary electrons respectively. The simulation allows to follow the electrons until their energy reaches the atomic ionization potential of the irradiated matter. The differential cross section of Mott gives us a very good representation of the pace of the distribution of the energy losses. The transport of primary electron is approximately reproduced. Voir les détails
Mots clés : X-rays, Monte-Carlo method, inelastic collision, energy loss
Parameter Determination of a Rosen Type Piezoelectric Transformer Operating in Second Mode
In this paper, a single layer Rosen type piezoelectric transformer is produced using a hard PZT piezoelectric ceramic. It is then tested. A theoretical understanding of its operation is developed through 1D analysis based on an analytical solution of a linear system of equations that represents boundary conditions. The method validity was verified experimentally for a transformer operating in second mode and good matching was observed between the computed results and the experimental ones for the unloaded and the loaded transformer, despite some discrepancies. By considering the measured equivalent circuit constants using admittance circles, the fitting is improved. Voir les détails
Mots clés : piezoelectric ceramic, PZT, Rosen type
Synthesis and Characterization of TiO2 thin films prepared by non-aqueous sol–gel method
TiO2 thin films for gas sensing applications are prepared by non-aqueous sol–gel method on glass substrates. The structural evolution of TiO2 films with thickness is investigated by X-ray diffraction and Raman Spectroscopy. Prepared films are in anatase phase. The grain size calculated from XRD patterns increases with thickness from 14 to 22 nm. Uv–vis transmission spectra show that the absorption edge shifts to longer wavelength as the thickness increases, which is correlated with the change in the optical band gap value. The determination of the refractive index and thickness of TiO2 thin films by m-lines spectroscopy is presented. Refractive index is found to vary slightly with thickness. Calculation of the film density confirms the behavior of refractive index. The films exhibit one guided TE0 and TM0 polarized modes. Voir les détails
Mots clés : Sol–gel, TiO2, anatase, Refractive index, Optical band gap, m-lines.