Caracterização de um material

Para compreender um material, é essencial caracterizá-lo, ou seja, analisar suas propriedades. Existem muitas técnicas de caracterização de materiais que se baseiam em diferentes princípios físicos básicos: interações radiação-matéria , termodinâmica e mecânica .

Testes mecânicos

Os testes mecânicos são mais comumente usados na produção porque permitem obter dados sobre as propriedades mecânicas rapidamente com dispositivos de medição relativamente simples. Os principais testes mecânicos são:

tensão : um corpo de prova é solicitado em tensão uniaxial até a fratura para determinar suas características mecânicas como o módulo de Young E , o alongamento na ruptura A %, o limite elástico R e ou σ y e a resistência à tração R m . Veja também Dinamômetro ;
dureza : aplicação sobre um espécime de um penetrador sob uma determinada carga F . Existem vários testes dependendo do tipo de dureza desejada (Meyer, Brinell, Rockwell, Vickers e Shore). Veja também Escala de Mohs ;
resiliência : um corpo de prova entalhado em U ou V em seu meio é quebrado usando um martelo de pêndulo Charpy ;
fadiga : um grande número de ciclos de flexão é submetido a corpos de prova padrão. Considerando o momento em que esses corpos de prova se quebram, o limite de falha por fadiga σ d;
análise mecânica dinâmica (DMA): solicita-se, por exemplo, o material em tração e compressão em uma determinada frequência. Graças à modelização do diagrama tensão-deformação, obtém-se o módulo de Young do complexo, o fator de amortecimento e, em certos casos, o coeficiente de Poisson ν . Isto é particularmente necessário para o estudo de polímeros (sujeitos ao envelhecimento) e de acordo com o seu estado de uso (vítreo, borracha ou amorfo).

No caso de materiais muito maleáveis, é possível utilizar sistemas rotativos (dois discos) e não mais lineares. Veja também Reômetro .

Análises físico-químicas

Interação radiação-matéria

As principais técnicas de interação radiação-matéria são:

microscopia:
- Microscopia eletrônica de varredura (MEV): é uma técnica de microscopia eletrônica baseada no princípio das interações elétron-matéria,
- microscopia eletrônica de transmissão (TEM): uma amostra fina é bombardeada com um feixe de elétrons principalmente para obter o padrão de difração,
- microscópio óptico : a observação simples e tradicional à escala microscópica,
- microscópio de efeito de campo iônico ,
- microscópio de tunelamento ,
- microscópio de sonda local ,
- microscópio de força atômica (AFM);
Raios X :
- Difração de raios-X ,
- análise dispersiva de energia (EDS ou EDX),
- análise de comprimento de onda dispersiva (WDS ou WDX),
- Fluorescência X ,
- espalhamento de raios-x de pequeno ângulo (SAXS),
- espectroscopia de perda de energia (EELS),
- Espectrometria de fotoelétrons X (XPS),
- Espectroscopia de elétrons Auger (AES),
- radiografia ;
radiação óptica:
- espectroscopia ultravioleta-visível (UV-vis),
- Espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (IRTF ou FTIR em Inglês),
- termoluminescência ,
- fotoluminescência ;
raio de nêutron :
- difração de nêutrons ,
- difração de nêutrons de pequeno ângulo (SANS),
- neutronografia ,
- ativação de nêutrons ;
espectroscopia de massa :
- espectrometria de massa de íons secundários (SIMS);
Espectroscopia de NMR .

Análise térmica

As técnicas que envolvem a termodinâmica incluem calorimetria de varredura diferencial (DSC) e análise termogravimétrica (ATG). Consulte também Análise Termomecânica (TMA).

Teste não destrutivo

Muitas técnicas de caracterização são consideradas destrutivas porque o material é danificado no final do teste. Existem também as chamadas técnicas de teste não destrutivas , que não degradam o material.