Analyse des défaillances

L'équipe de caractérisation microstructurale possède une connaissance approfondie et une expérience professionnelle dans le domaine du développement et de l'optimisation des matériaux, de l'analyse des défaillances et du contrôle de la qualité. Nous travaillons en étroite collaboration avec l'ESA, l'industrie aérospatiale et les instituts de recherche correspondants sur une grande variété de métaux et d'alliages comme, en particulier, les aciers, les alliages d'aluminium et de titane, les composites, les revêtements et les matériaux électroniques. Une part importante de notre travail a été consacrée à l'analyse des défaillances, qui nécessite la compréhension des phénomènes mécaniques, corrosifs ou tribologiques et leur corrélation avec les processus de production et les environnements d'application. Notre équipe motivée travaille constamment à l'élargissement des méthodes de préparation et d'analyse afin d'être en mesure de résoudre les cas de défaillance et d'endommagement les plus difficiles.

L'analyse des défaillances est utilisée pour déterminer les causes des défaillances des composants. Diverses techniques analytiques sont employées pour étudier les dommages et identifier la cause première, qui conduit souvent à d'autres dommages qui ne sont que des conséquences. Ce n'est qu'en identifiant cette cause première que des mesures correctives peuvent être prises. L'approche d'AAC ne consiste donc pas seulement à imager la défaillance, mais aussi à fournir des données permettant d'optimiser les matériaux et les composants.

En tant que laboratoire indépendant, nous fournissons à nos clients une analyse complète des défaillances en tant que service. L'analyse des défaillances peut comprendre les éléments suivants

• Analyse des pièces et composants cassés
• Évaluation des fissures
• Mesure quantitative des taux d'usure
• Évaluation de la corrosion
• Interprétation des dépôts sur les surfaces fonctionnelles
• Détection des inclusions et des défauts susceptibles d'influencer les propriétés mécaniques...

Pourquoi l'analyse des défaillances ?

L'objectif d'une analyse de défaillance est l'identification systématique et approfondie des causes de défaillance des composants. L'objectif est de comprendre les causes profondes des dommages afin de prendre les mesures appropriées pour y remédier et les prévenir à l'avenir. Les défaillances de composants entraînent généralement des pertes économiques (arrêts de production, dommages indirects, rappels, etc.) et peuvent mettre en danger la santé humaine. ) et peuvent mettre en danger la santé humaine. La clarification des dommages techniques et de leurs causes est une condition préalable essentielle à la prévention des dommages. L'analyse des dommages est donc un élément indispensable de l'apprentissage à partir des défaillances.

Lors de l'analyse des défaillances, les points suivants doivent être pris en compte :

• Identification des causes profondes : L'analyse des défaillances permet d'identifier les causes sous-jacentes des dommages. Cela permet un traitement ciblé de la cause première du problème.
• Prévention des défaillances consécutives: La détection et la correction précoces des dommages permettent souvent d'éviter d'autres dommages.
• Détermination des mesures correctives: Sur la base des résultats d'une analyse des défaillances, des mesures peuvent être prises pour prévenir les dommages futurs.
• Amélioration des processus, des matériaux et des composants: L'analyse des dommages permet d'identifier les faiblesses des processus ou des composants et d'évaluer la compatibilité des matériaux. Cela permet de prendre des mesures correctives et d'améliorer l'efficacité et la fiabilité des processus et des composants.

 

Que peut offrir la CAA ?

• Analyse complète des défaillances: Nos analyses systématiques des défaillances ne se limitent pas à l'examen des dommages superficiels. Nous menons des enquêtes approfondies pour déterminer les causes sous-jacentes.
• Expertise: Notre équipe d'experts expérimentés utilise diverses méthodes analytiques pour étudier un large éventail de cas de défaillance.
• Rapport informatif: Nos clients reçoivent un rapport complet avec des interprétations et des conclusions à partir desquelles des plans d'action peuvent être élaborés.
• Une approche orientée vers le client: Chaque mission étant individuelle, nos analyses sont adaptées aux besoins spécifiques du client.

Méthodes d'analyse des défaillances proposées par l'AAC

• Microscopie optique

À l'aide de différents microscopes optiques modernes (stéréo et microscopie à lumière réfléchie), les structures de surface peuvent être représentées en détail. Il s'agit notamment de l'analyse des surfaces de rupture, des examens métallographiques, de la mesure de l'épaisseur des couches dans les coupes transversales, etc.

• Analyse de surface :

Les surfaces sont étudiées à l'aide de méthodes optiques pour déterminer la rugosité, l'ondulation et la planéité d'une surface. D'une part, certaines structures (pics, vallées, rainures, pores, adhérences de particules, etc.) peuvent être mesurées et, d'autre part, la surface peut être caractérisée quantitativement (détermination de Ra, Rz et d'autres caractéristiques statistiques de la surface). Les paramètres quantitatifs sont déterminés à partir de mesures de profil en 2D et de mesures de surface en 3D.

Au lieu d'utiliser des méthodes purement optiques, il est également possible de générer un modèle de surface numérique à partir d'images MEB à l'aide de logiciels complexes et de dériver les paramètres de surface susmentionnés à partir de ce modèle. Cela permet d'évaluer l'ondulation et la rugosité ainsi que de mesurer des structures même sur des surfaces qui ne sont pas accessibles à l'inspection optique (par exemple, la mesure de caractéristiques microscopiques sur une surface).

• Microscopie électronique :

La microscopie électronique à balayage (MEB) permet de réaliser des examens d'imagerie à haute résolution d'échantillons de matériaux et de composants. L'utilisation de différents détecteurs permet d'obtenir différentes informations sur la structure de la surface examinée : la topographie est mieux représentée avec des électrons secondaires (détecteur SE), tandis que les électrons rétrodiffusés (détecteur BSE) sont utilisés pour les images de contraste des matériaux. Un détecteur intégré à l'objectif permet d'obtenir des images à haute résolution, avec des résolutions de l'ordre du nm.

En outre, la surface de l'échantillon peut être traitée in situ à une échelle inférieure au µm à l'aide d'un faisceau d'ions focalisés (FIB) afin d'examiner la zone située immédiatement sous la surface. Cette méthode est utilisée, par exemple, pour analyser la structure des couches ou pour analyser les défaillances. L'imagerie de l'échantillon à l'aide d'un faisceau d'ions permet également de visualiser la structure des grains avec un contraste élevé.

Les MEB sont également équipés de systèmes EDX modernes pour permettre l'analyse chimique de la surface examinée (ou dans la section FIB). Des questions plus complexes peuvent être étudiées à l'aide de balayages linéaires, qui montrent l'évolution de la concentration d'éléments sélectionnés.

Pour examiner en détail la structure cristalline d'un matériau, il est possible de recourir à la diffraction par rétrodiffusion d'électrons (EBSD). Cette méthode moderne permet d'examiner les microstructures avec une résolution latérale élevée afin de déterminer les caractéristiques suivantes : identification des phases individuelles, examen des joints de grains, différences d'orientation des grains voisins, identification des précipités, etc.

• Métallographie :
  Les études métallographiques servent à décrire la structure des matériaux qualitativement et quantitativement à l'aide de méthodes microscopiques. Pour les analyses métallographiques, les coupes transversales sont préparées à l'aide de procédures de préparation avancées (mécaniques, électrochimiques, chimiques, etc.). Les microstructures sont ensuite examinées sur ces coupes transversales à l'aide de la microscopie optique ou de la microscopie électronique à balayage et des caractéristiques telles que les proportions de phases, la taille des grains, la distribution de la taille des grains, la taille des particules et les précipités sont déterminées. Cela nous permet de fournir une analyse approfondie des matériaux et de réaliser une analyse de haute qualité des défaillances et des fractures.

• (Micro)Mesures de dureté :

La dureté des métaux, des non-métaux et des revêtements est déterminée par des essais de pénétration : La dureté est définie comme la résistance à la pénétration d'une éprouvette ; la taille de l'empreinte permanente de l'éprouvette sert de variable de mesure (méthode Vickers, Knoop ou Brinell).

Pour déterminer la profondeur de trempe, la profondeur de dureté superficielle et la profondeur de dureté de nitruration des aciers trempés en surface, une série d'empreintes de dureté sont placées sur la section transversale polie, du bord de l'échantillon vers le centre de l'échantillon. Les profondeurs de dureté correspondantes sont dérivées de la courbe dureté-profondeur déterminée de cette manière.

L'équipement moderne de pointe disponible à l'AAC permet l'étude (entièrement automatisée) de la dureté avec des charges comprises entre 0,25 g et 62,5 kg. En outre, des mappings de harnais (par exemple, des balayages linéaires, des balayages matriciels) peuvent être réalisés pour évaluer la distribution latérale des propriétés mécaniques.