Simulation Monte Carlo de l'émission X : Exploitation des spectres d'analyse d'interfaces obtenus au microscope électronique à transmission
Institution:
Lyon, INSADisciplines:
Directors:
Abstract EN:
This work is related to the general framework of activities concerning electron microscopy. Especially, X-ray spectroscopy is a very powerful tool used by physicists and metallurgists. . . Its field of application is commonly the study of new materials; more complex, their development is conditioned to a detailed microstructural characterization. Our work brings a contribution to the methodology of analyzing X-spectra acquired in a transmission electron microscope. We have proposed a method in order to evaluate complex cases, which are frequently encountered during microscopic observations of real materials. Such cases define a same class of problems, i. E. That the very local chemical analysis near an interface(s), or, generally speaking, chemical segregations. We have approached the problem by means of simulation of the X-ray emission, coupled with a mathematical deconvolution method of spreading effects of the electron beam. A specific software has been developed on PC-type computers. The use of the Visual-Basic tool kit bas allowed a friendly user interface to be written. The next step of our work concerns three cases of analysis met in the laboratory: the distribution of the titanium specie near a Mullite / Zircon interface in a ceramics material - the evaluation of the copper concentration gradient after its implantation in alpha-alumina - the study of a corrosion process of alumina grains during creep of an alumina ceramic containing Mg, K and beta-alumina precipitates. Results obtained in all these cases, show the interest of our approach, and point out the advantages offered by our software, which might then be of a great help for microscopists.
Abstract FR:
Ce travail s'inscrit dans le cadre général des activités gravitant autour de la technique de microscopie électronique. Notamment, la spectroscopie de photons X est un moyen très riche qu’utilisent les physiciens et les métallurgistes. . . Son champ d'application est couramment l'étude de matériaux nouveaux qui, plus complexes, voient souvent leur développement conditionné à une caractérisation microstructurale poussée. Notre travail apporte une contribution à la méthodologie d'exploitation des spectres X acquis sur les microscopes électroniques à transmission. Nous avons analysé et proposé une méthode d'évaluation des résultats de cas complexes, qui se rencontrent lors d'observations de matériaux réels en microscopie. Ces cas se regroupent dans une même problématique, celle de l'analyse chimique très locale à proximité d'interface(s) ou plus largement, d'une ségrégation chimique. Nous avons approché le problème par la voie de la simulation de l'émission X, couplée à une méthode mathématique de déconvolution des effets d'élargissement du faisceau d'électrons. Elle s'est poursuivie par la mise au point de logiciels spécifiques de simulation, développés sur micro-ordinateurs de type PC. Leur écriture à l'aide de Visual-Basic permet une présentation conviviale à l'utilisateur microscopiste. Le travail se poursuit par l'analyse de trois cas rencontrés dans le laboratoire : Répartition de l'espèce Titane à l'interface Mullite/Zircone dans une céramique thermomécanique - Relevé du gradient de concentration en Cuivre après son implantation dans de l'Alumine alpha - Processus de corrosion aux joints de grain lors du fluage d'une alumine dopée au Magnésium et au Potassium. Ces résultats obtenus à l'issue de ces études de cas, montrent l'intérêt de notre approche, mais aussi, celui offert par nos logiciels, qui pourront servir les utilisateurs intéressés.