Charakterizace materiálu

Pro pochopení materiálu je nezbytné jej charakterizovat, tj. Analyzovat jeho vlastnosti. Existuje mnoho technik charakterizace materiálů, které jsou založeny na různých základních fyzikálních principech: interakce záření a hmoty , termodynamika a mechanika .

Mechanické zkoušky

Tyto mechanické zkoušky se nejčastěji používají při výrobě, protože umožňují mít k dispozici údaje o mechanických vlastnostech rychle s relativně jednoduchých měřících přístrojů. Hlavní mechanické zkoušky jsou:

napětí : a vzorek je požadováno v jednoosým tahem až do lomu pro určení jeho mechanické vlastnosti, jako je Youngův modul pružnosti E , se poměrného prodloužení při přetržení A %, což je mez pružnosti R e nebo å y a Pevnost v tahu R m . Viz také Dynamometr ;
Tvrdost : nanášení na vzorek indenter pod určitou zatížení F . Existuje několik zkoušek v závislosti na požadovaném typu tvrdosti (Meyer, Brinell, Rockwell, Vickers a Shore). Viz také Mohs Scale ;
odolnost : zkušební kus se zářezem v U nebo V ve středu je rozbit pomocí Charpyho kyvadlového kladiva ;
únava : velký počet ohybových cyklů je podroben standardním zkušebním vzorkům. Uvážením okamžiku, kdy se tyto vzorky rozbijí, mez únavové poruchy σ d;
dynamická mechanická analýza (DMA): vyžaduje se například tahový a kompresní materiál při dané frekvenci. Díky modelování diagramu napětí-deformace se získá komplexní Youngův modul, tlumicí faktor a v určitých případech Poissonův poměr ν . To je zvláště nutné pro studium polymerů (vystavených stárnutí) a podle jejich stavu použití (skelný, kaučukový nebo amorfní).

V případě velmi tvárných materiálů je možné použít rotační systémy (dva disky), které již nejsou lineární. Viz také reometr .

Fyzikálně-chemické analýzy

Interakce záření a hmoty

Hlavní techniky využívající interakci záření a hmoty jsou:

mikroskopie:
- Skenovací elektronová mikroskopie (SEM): je to technika elektronové mikroskopie založená na principu interakcí elektronů a látek,
- transmisní elektronová mikroskopie (TEM): tenký vzorek je bombardován elektronovým paprskem hlavně za účelem získání difrakčního obrazce,
- optický mikroskop : jednoduché a tradiční pozorování v mikroskopickém měřítku,
- mikroskop s efektem iontového pole ,
- tunelovací mikroskop ,
- mikroskop s lokální sondou ,
- mikroskop s atomovou silou (AFM);
Rentgenové záření :
- Rentgenová difrakce ,
- energetická disperzní analýza (EDS nebo EDX),
- analýza disperzní vlnové délky (WDS nebo WDX),
- X fluorescence ,
- malý úhel rentgenového rozptylu (SAXS),
- energetická ztrátová spektroskopie (EELS),
- X fotoelektronová spektrometrie (XPS),
- Augerova elektronová spektroskopie (AES),
- rentgenografie ;
optické záření:
- ultrafialová viditelná spektroskopie (UV-vis),
- Infračervená spektroskopie s Fourierovou transformací (anglicky IRTF nebo FTIR),
- termoluminiscence ,
- fotoluminiscence ;
poloměr neutronu :
- neutronová difrakce ,
- difrakce neutronů s malým úhlem (SANS),
- neutronografie ,
- aktivace neutronů ;
hmotnostní spektroskopie :
- hmotnostní spektrometrie sekundárních iontů (SIMS);
NMR spektroskopie .

Tepelná analýza

Mezi techniky zahrnující termodynamiku patří diferenciální skenovací kalorimetrie (DSC) a termogravimetrická analýza (ATG). Viz také Termomechanická analýza (TMA).

Nedestruktivní testování

O většině charakterizačních technik se říká, že jsou destruktivní, protože na konci testu je materiál poškozen. Existují také takzvané nedestruktivní testovací techniky , které nedegradují materiál.