1 - CONTEXTE

2 - HÉTÉROGÉNÉITÉS DES MATÉRIAUX

3 - PRINCIPE DE LA DIFFUSION RAMAN

• 3.1 - Diffusion Raman
  Figure 2 - Informations pouvant être extraites d'un spectre Raman Figure 3 - Exemples de spectres Raman Stokes montrant la variabilité des signatures
• 3.2 - Formes de raies et échelle sondée
• 3.3 - Nanomatériaux et analyse Raman
  Figure 4 - Configurations de microanalyse et d'imagerie Raman

4 - ANALYSE DE PHASES ET IMAGERIE

• 4.1 - Analyse topologique
• 4.2 - Analyses physico-chimiques
  Figure 5 - Profil d'empreinte d'indentation Vickers (a, image optique, b, profil Raman) d'une section de fibre SiC (image Rayleigh) Figure 6 - Schéma du processus de focalisation dans un matériau
• 4.3 - Analyse topologique : un exemple, un profil d'empreinte d'indentation
  Figure 7 - Profils d'empreintes d'indentation Vickers en 3D : (a) profil Rayleigh ; (b) répartition de la nouvelle phase créée par la pression générée par l'indenteur) et d'une section de fibre céramique SiC (contrôle de polissage), image par AFM (c) et par diffusion Rayleigh (d), (e) et (f) exemples d'image Rayleigh montrant la corrosion différentielle des interphases céramiques dans un composite. La comparaison des profils AFM (calibré en m) et Rayleigh (calibré en intensité) montre la similitude des résultats
• 4.4 - Analyses physico-chimiques : quelques exemples concernant les céramiques, polymères et composites
  Figure 8 - Nanophases constitutives d'un composite à base de fibres SCS-6 TextronMD renforçant une matrice Ti6242 Figure 9 - Image Raman de fibres SiC Hi-NicalonMD (Nippon Carbon) dans une matrice céramique de celsian Figure 10 - Image Raman de la zone de réaction entre un dépôt de SiC/BN entourant des fibres HPZ… Figure 11 - Composite constitué de fibres SiC Hi-NicalonMD (Nippon Carbon) dans une matrice céramique de celsian. Analyse spécifique des dépôts Figure 12 - a) spectre d'une fibre de carbure de silicium (SA3MD) avec un très léger excès de carbone ; b) image de microscopie électronique à haute résolution montrant de alternances de SiC hexagonal (6H) dans la matrice 3C ; c) exemples de « smart » images. À partir d'une corrélation établie entre nombre d'onde de la bande D1 et résistance à la rupture (d), il est possible de prévoir le comportement mécanique des différentes parties de la fibre, la périphérie présentant les meilleures propriétés cela découlant d'une cuisson plus forte en périphérie Figure 13 - Contrôle de la texturation de la microstructure d'une céramique pérovskite PMN-PT ([Pb(Mg1/3Nb2/3)O3]1-x – [PbTiO3] x à hautes propriétés piézo-électriques pour application SONAR Figure 14 - a) spectre d'une fibre de polyamide 66 (PA 66) dans les bas nombres d'onde, région spectrale des modes de réseaux fonction de l'organisation à moyenne et longue distance. Les figures b, c et d montrent les variations de certains paramètres du spectre mesurés au travers d'un diamètre de la fibre, suivant différents états : brut, sortie de fabrication et recuite à différentes températures en dessous ou au-dessus de la température de transition vitreuse (T g).

5 - ANHARMONICITÉ ET DÉCALAGE RAMAN SOUS CONTRAINTES : IMAGER LES CONTRAINTES

• 5.1 - Méthodologie d'une analyse mécanique
• 5.2 - Analyse quantitative de l'état de contrainte de fibres SiC dans une matrice céramique
  Figure 16 - Nombres d'onde enregistrés sur sections de fibres Hi-NicalonMD. Une approche alternative au traitement statistique d'une analyse fibre-par-fibre avec un objectif à fort grossissement est la collection d'un spectre global avec un objectif de faible grossissement comme illustré figure 17. Cela n'est possible que si la signature spectrale de la phase « intéressante » est dominante ! Figure 17 - Nécessité des corrections des effets thermiques et de thermostat
• 5.3 - Analyse quantitative de l'état de contrainte de dispositifs microélectroniques
  Figure 18 - Dispositif microélectronique ((a) Deep Trench Insulator à la base de la réalisation de transistor bipolaires BiCMOS) et cartographie Raman (b) d'une région particulière visualisant le décalage en nombre d'onde par rapport à une référence de silicium libre de contrainte représentatif du champ de contrainte d'un dispositif en cours de fabrication (voir Romain-Latu [32] et Mermoux et al. [33] pour plus de détails sur le dispositif et la procédure de mesure) Figure 19 - Analyse du comportement mécanique en tension uniaxiale de fibres polyamide PA66 à haute performance provenant de deux producteurs (A et B) Figure 20 - Comparaison des évolutions des décalages des composantes des macromolécules ordonnées et désordonnées pour des fibres de PET (polyéthylène téréphthalate) et i-PP [isotactique poly(propylène)] des modes Raman de réseau en fonction de l'allongement appliqué ; la courbe contrainte-allongement mesurée macroscopiquement sur une fibre isolée en tension uniaxiale est aussi donnée.
• 5.4 - Contraintes résiduelles dans un matériau polymère ou comment la nanostructure et son hétérogénéité détermine les propriétés mécaniques
  Figure 21 - Comparaison des évolutions de trois modes de vibration Raman caractéristiques de la nanostructure d'une fibre polyamide 66 sous pression hydrostatique
• 5.5 - Analyse macroscopique : comment intégrer la dispersion statistique
  Figure 22 - Comparaison entre l'analyse directe d'une fibre ou d'un ensemble de 1 500 fibres
• 5.6 - Vers des études sous sollicitation dynamique, temporelle ou thermique
  Figure 23 - Mesure en continu de l'intensité du pic Raman des espèces …

6 - CONCLUSION