Cartographie d’orientations cristallines à partir du contraste de canalisation en microscopie électronique à balayage

Cristalline orientation mapping using channeling contrast in scanning electron microscopy

• Auteur / Autrice : Clément Lafond
• Direction : Philippe Steyer
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Matériaux
• Date : Soutenance le 24/04/2020
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Matériaux de Lyon (Villeurbanne ; 1992?-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Institut national des sciences appliquées (Lyon ; 1957-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : MATEIS - Matériaux : Ingénierie et Science - UMR 5510 (Rhône)
• Jury : Président / Présidente : Nathalie Bozzolo
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Steyer, Nathalie Bozzolo, Denis Pelloquin, Edgar Rauch, Sophie Cazottes, Cyril Langlois
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Denis Pelloquin, Edgar Rauch

Mots clés

Mots clés contrôlés

Microscopie électronique à balayage

Matériaux -- Analyse

Mots clés libres

Matériaux

Cartographies

Orientation cristalline

MEB - Microscopie électronique à balayage

Caractérisation du matériau

Matériau cristallin

Canalisation

Materials

Mapping

Cristalline orientation

SEM - Scanning electron microscopy

Characterization of material

Crystalline material

Channeling

Résumé

Les cartographies d’orientations cristallines sont aujourd’hui un outil incontournable de la caractérisation des matériaux cristallins, notamment des métaux. Les cartographies d’orientations permettent entre autre de quantifier la nature et la taille de phases en présence, l’état de déformation ou la texture. Ce travail de thèse porte sur le développement d’une technique de cartographie des orientations basée sur l’analyse de contrastes du au phénomène de canalisation. Ces contrastes sont obtenus par imagerie aux électrons rétrodiffusés dans un Microscope Electronique à Balayage. La méthode se nomme eCHORD, pour electron CHanneling Orientation Determination. Dans un premier temps, la preuve de concept de la méthode est présentée sur un alliage d’aluminium et l’influence des paramètres d’acquisition est détaillée. Puis, deux problématiques particulières sont abordées : la cartographie d’échantillons de grandes tailles, ainsi que la cartographie à basse tension (1kV). La méthode eCHORD présente de grands intérêts pour l’analyse de matériaux peu conducteurs, habituellement très difficiles à cartographier avec les techniques actuelles, et ouvre de grandes perspectives pour l’étude de matériaux céramiques notamment.

Crystalline orientation mapping is a key tool in material characterization, in particular for metals. For instance, orientation mapping allows to quantify the nature and size of phases in the presence, deformation state or texture. This thesis work focuses on the development of an orientation mapping approach based on the analysis of the electron channeling contrast. This contrast is obtained from electron back-scaterred imaging in a Scanning Electron Microscope. This method is called eCHORD for electron CHanneling Orientation Determination. First, the proof of concept of eCHORD is presented on an aluminum alloy and the influence of acquisition parameters is detailed. Then, two problematics are addressed: large scale orientation mapping and low voltage orientation mapping (1kV).eCHORD procedure present great interest concerning low conductivity materials on which orientation mapping are difficult to obtain and open wide perspective for ceramics studies.