Sciences des matériaux
AN EXPERIMENTAL STUDY BY X-RAY MICROFOCUS RADIOSCOPYSYSTEM FOR NON DESTRUCTIVE TESTING (NDT)
Non Destructive Testing (NDT) is an integral part of the methods used in the field of industry to ensure the manufacturing quality of a sample, then its integrity during its life. The most important part of the NDT is related to the quality control of the objects and the search for defects. In front of a given problem, it is thus necessary to choose the techniques to be used. In this work we used the microfocus radioscopy system for the quality control of the metallization step of silicon solar cells, therefore, the manufacturing characteristics of the electronic components, and with this NDT system, we also carried out an inspection of welding defects of metals. This technique of imagery in real time is based on the transmission of X-rays resulting from a micrometric focus tube (≈10 μm2) in Molybdenum and without filtering allows to detect the classes of micrometric geometry defects on surface and inside the volume, the attenuation difference of X-rays according to the nature of the crossed medium makes it possible to obtain an image for the samples, this analysis helps us to ensure their quality of manufacture. Voir les détails
Mots clés : Non Destructive Testing (NDT), solar cells, electronic components, imagery in real time, X-rays
SIMULATION NUMERIQUE DU FONCTIONNEMENT EN RECEPTIOND’UN HYDROPHONE PIEZOELECTRIQUE A PVDF
Dans cette étude, nous nous intéressons uniquement aux propriétés de transmission temporelles de l’hydrophone. Ces dernières sont déterminées par la donnée de sa réponse impulsionnelle dans le domaine temporel ou de sa fonction de transfert dans le domaine fréquentiel.Afin de déterminer ces propriétés, nous utilisons un modèle unidimensionnel pour étudier le fonctionnement d’un hydrophone immergé dans l’eau et recevant une onde de pression sur sa face.L’hydrophone étant constitué par une membrane en polymère (PVDF) sur laquelle sont déposées des électrodes métalliques (Au), chacune de ces couches sera caractérisée par une matrice de transfert reliant les grandeurs acoustiques (pression et vitesse de vibration) d’entrée et de sortie. La couche piézoélectrique présente, en plus, une sortie électrique (tension, courant).Les relations qui en découlent permettent de déterminer la fonction de transfert de l’hydrophone en réception et en circuit ouvert. Le calcul de son impédance électrique, par l’utilisation du modèle de Mason, permet alors de déduire sa fonction de transfert pour une charge électrique donnée. A l’aide d’une transformée de Fourier inverse, on peut alors déterminer la réponse impulsionnelle temporelle correspondante. Voir les détails
Mots clés : PVDF (polyvinylidene fluoride), transducteurs ultrasonores, fréquences
CARACTERISATION D’UNE CHAÎNE DE RECEPTION ULTRASONORE A BASE D’UN TRANSDUCTEUR PIEZOELECTRIQUE A MEMBRANE EN PVDF
Dans toutes les applications ultrasonores, il est nécessaire de disposer d’un système permettant l’émission des ondes ultrasonores et leurs réception. D’une manière générale, ce système est composé essentiellement d’un générateur électrique, d’un transducteur émetteur, d’un transducteur récepteur et d’un système de visualisation ou d’enregistrement. Le but de ce travail est la caractérisation du fonctionnement d’une chaîne de mesure comprenant un transducteur récepteur relié à l’aide d’un câble coaxial à un oscilloscope. Dans l’hypothèse de la linéarité et de l’invariance, chaque élément de cette chaîne peut être caractérisé, dans le domaine fréquentiel, par sa sensibilité en réception (amplitude de sa fonction de transfert en dB) ou par sa réponse impulsionnelle dans le domaine temporel. Dans cette étude, une attention particulière est accordée au transducteur récepteur en tant qu’élément principal de la chaîne de réception. Voir les détails
Mots clés : ondes ultrasonores, domaine fréquentiel, fonction de transfert, transducteur récepteur
Influence des traitements de hautes températures sur le comportement structural et mécanique des soudures en acier inoxydable duplex 2205
Dans ce travail, on a étudié l’effet des traitements thermiques sur l’évolution des propriétés microstructurales et mécaniques de soudures en acier inoxydable austéno-ferritique « Duplex » 2205. Une série de traitements thermiques a été réalisée à des températures allant de 800 à 1200°C avec un pas de 50°C. L’équilibre des phases / de l’acier inoxydable duplex 2205 a été considérablement affecté suite à l’opération de soudage. Le traitement entre 800° et 1000°C a causé une fragilisation de la soudure, surtout au niveau de la ZAT ; Cette fragilisation a été provoquée par la formation des carbures M23C6 et de la phase intermétallique aux niveaux des interfaces ferrite/ferrite et ferrite/austénite. Des essais de traction, de dureté et de résilience ont été réalisés pour la caractérisation mécanique des soudures avant et après les traitements thermiques Voir les détails
Mots clés : acier inoxydable duplex 2205, soudage, Zone affectée thermiquement, traitements thermiques équilibre des phases d/g
Reconstruction of Pulsed Ultrasonic Fields by Deconvolution of the Spatio-temporal Effects of the Receiving Hydrophone: Theory and Simulation
In this study, it has been shown that it is possible to deconvolve the spatio-temporal transmission properties effect of the hydrophone. The resolution of this ill-posed inverse problem permitted the reconstruction of the pulsed ultrasonic pressure field from the signals furnished by the « measuring » system with higher resolution. The reconstruction results have shown the dependency of the reconstruction quality upon SNR, receiver aperture dimensions and axial distance to the source. The greater the SNR is, the better are results. The farther the scanned field region is, the greater the aperture dimensions can be before the limits of the reconstruction procedure are reached. The study concerned the pulsed field of a planar circular transducer and a PVDF membrane hydrophone as receiver. It can, however, be generalized to any other transmitter-receiver configurations. Voir les détails
Mots clés : Deconvolution, spatio-temporal transmission properties, SNR, PVDF membrane hydrophone
Evolution of Widmandstaïtten structure in welding joints
The operation of welding induces a metallurgical multitude of phenomenon owing to the fact that it covers high fields' energetic thus causing important variations of the mechanical properties and microstructural of materials. The multipass welding of a HSLA steel strong thickness gives place to a variation of the microstructure of a layer to another. The thermal cycle supports the appearance of a known structure under the name of "structure of widmanstätten". The latter is supported by high heating temperatures and a fast cooling; it often germinates in the form of slat on the austenitic grain boundaries, known like ferrite of widmanstätten. But it can germinate in the form of needles in the grains on the impurities or on the precipitates, it is acicular ferrite. Impact strength and hardness tests were done on the melted zone after welding and heat treatment.The microstructural evolution of each layer influences the entire welded joint, conferring these final mechanical properties to him. Voir les détails
Mots clés : heat treatment, HSLA steels, welding, Widmanstätten structure
Contribution à la caractérisation des matériaux par ultrasons
Durant les deux dernières décennies les ultrasons se sont imposés comme un outil très performant dans la caractérisation non destructive des matériaux. Les ondes acoustiques traversant une matière en ressortent modifiées. Ces modifications sont directement liées avec l’aspectmécanique, structural ou physique de la matière explorée. Apres une étude théorique sur les joints soudés, les traitements thermiques, les constantes élastiques d’ordre deux et trois ainsi que la dureté et la grosseur des grains d’un matériau polycristallin ; l’acier, nous avons d’abord étudié l’influence de l’instrumentation d’une chaîne de contrôle et de caractérisation par ultrasons sur les résultats expérimentaux afin d’optimiser le fonctionnement de cette chaîne. Nous passons ensuite en revue les travaux expérimentaux réalisés au Laboratoire de Caractérisation et d’Instrumentation du C.S.C. et qui ont porté sur l’étude de l’évolution de certains paramètres ultrasonores tels que le vitesses de propagation et les coefficients d’atténuation en fonction de : l’étendue de la zone affectée thermiquement (ZAT) lors d’une opération de soudage les constantes élastiques du second ordre pour les matériaux métalliques tel que l’acier au carbone, l’acier inoxydable et le laiton les constantes élastiques du troisièmeordre de l'acier E36W, de l’aluminium A4 et de l’aluminium 2017A la dureté et la grosseur des grains de l’acier Cette étude a montré qu’il est possible de caractériser quantitativement avec une précision acceptable les constantes élastiques du second et troisième ordre des matériaux métalliques ainsi que l’étendue d’une zone affectée thermiquement d’un joint soudé. De même, l’analyse de l’évolution des paramètres ultrasonores et des courbes de dureté et de grosseur des grains de l’acier montre la possibilité de remonter à ces caractéristiques par la simple mesure non destructive de la vitesse de propagation ou des coefficients d’atténuation d’un mode de propagation des ultrasons. Les résultats expérimentaux obtenus sont comparés aux résultats obtenus par des techniques classiques et ceux de la littérature et analysés afin de développer des techniques non destructives de caractérisation quantitative et / ou qualitative des matériaux par ultrasons. Voir les détails
Mots clés : contrôle non destructif, ultrason, caractérisation
MODELISATION DU FONCTIONNEMENT EN RECEPTIOND’UN HYDROPHONE PIEZOELECTRIQUE A PVDF
les hydrophones en PVDF sont reconnues comme les capteurs les plus appropriés pour la mesure du champ acoustique émis par les appareils ultrasonores, pour cela une connaissance parfaite de leurs caractéristiques est nécessaire, nous proposons dans ce travail une étude théorique des propriétés de transmission temporelle d’un hydrophone à polyvinylidene fluoride qui se traduit par la détermination de sa réponse impulsionnelle dans le domaine temporel ou par sa fonction de transfert dans le domaine fréquentiel (sensibilité en réception ) et la détermination de son impédance électrique équivalente. Voir les détails
Mots clés : hydrophones en PVDF, réponse impulsionnelle
Élaboration et étude de l’évolution microstructurale d’un acier a haute limite élastique au molybdène après traitement thermomécanique et thermique
L’objectif de développer un acier HSLA au molybdène est d’obtenir des propriétés mécaniques élevées après déformation à chaud tout en éliminant le besoin des traitements thermique. Les caractéristiques de ces aciers sont le résultat des effets combiné du Molybdène en augmentant la trempabilité, du Niobium, du Titane et du Vanadium. Ainsi le Nb contribue à l’affinement du grain par précipitation et retarde la recristallisation. Le Ti et V contribuent au durcissement final. Ce travail se base sur le suivi de l’évolution microstructurale et de la dureté de deux nuances d’acier micro alliés à haute limite d’élasticité au molybdène, de l’élaboration en passant par les différents traitements thermomécanique et thermiques, afin d’avoir les propriétés optimales, plus le contrôle de la forme des inclusions à travers l’ajout de l’élément des terres rares (Praséodyme). Voir les détails
Mots clés : acier HSLA, traitement thermique et thermomécanique, précipitations, dureté, dispersoides
Thermally affected characterization region by Barkhausen noise
The controlling of some industrial components require the development of new and particular nondestructive testing techniques. The testing method using Barkhausen noise (BN) is a particular one which can be applied to ferromagnetic materials. It is a magnetic nondestructive evaluation method and can provide very important information about the material structure. The aim of our work is to study the material structure using this technique to characterize the region submitted to thermal processing. Samples of steel have been heated at temperatures between 650°C and 1200°C with variable parameters (time processing, maintenance time, etc.). Acoustic BN processing allows an easy interpretation of results. Micrographs of samples have been obtained to confirm the results obtained by BN. Voir les détails
Mots clés : Non-Destructive testing, Barkhausen noise, Fast Fourier transformer, Magnetic field, welding, microstructure