Laboratoire d’analyse et de caractérisation de surface
FILAB, laboratoire d’expertise de surface depuis plus de 30 ans, accompagne les industriels pour fiabiliser leurs matériaux, résoudre les défaillances et optimiser leurs procédés.
Vos besoins : réaliser une caractérisation de surface de vos matériaux
La connaissance des propriétés et des états de surface d’un matériau peut permettre d’adapter vos processus de fabrication. Le support d’un laboratoire spécialisé vous permettra de réaliser des analyses et des expertises sur la surface de matériaux afin d’optimiser vos performances.
La surface d’un matériau est une zone vulnérable où siègent de nombreuses interactions avec son environnement. Elle conditionne, par ses caractéristiques spécifiques, les performances globales des matériaux. Elle peut impacter la fiabilité et la solidité d’un produit en cas de défaillances (corrosion, usure, adhésion, frottement…).
Pourquoi faire appel à un laboratoire d’expertise de surface des matériaux ?
L’expertise de surface en laboratoire permet de comprendre des propriétés comme la rugosité, l’énergie de surface, la composition chimique ou encore la présence de contaminations ou de traitements.
Ces informations sont essentielles pour optimiser l’adhésion, la résistance, la fonctionnalisation ou la propreté des surfaces dans de nombreux secteurs industriels.
Nos prestations et techniques d’analyses de surface sur-mesure
Nos prestations d'analyse de surface
La chimie de surface s’intéresse à la propriété de surface des matériaux. Elle permet de modifier si nécessaire les propriétés chimiques des matériaux de surface pour leur conférer de nouvelles propriétés adaptées à leur utilité.
La morphologie, étude tridimensionnelle des surfaces, et la topographie, analysée aux niveaux macro, micro et nanométrique, sont cruciales pour optimiser les processus de fabrication industriels. Ces analyses aident à prévenir les défaillances en offrant une compréhension approfondie des propriétés matérielles.
L'analyse multicouches des surfaces de matériaux consiste à examiner plusieurs strates superficielles d'un matériau. Cette technique est largement employée pour identifier la composition de la surface des matériaux.
La surface d’un matériau interagit avec son environnement extérieur et peut rencontrer des contaminations chimiques ou des pollutions de particules suite au différentes étapes du procédé de fabrication par exemple.
La mesure de tension de surface détermine la force agissant à la surface d'un liquide, due à l'attraction entre ses molécules. Cette force est responsable des comportements tels que la formation de gouttes et l'étalement sur des surfaces, et permet de réduire au minimum la surface du liquide. Cette mesure permet de comprendre et optimiser les interactions liquide-liquide et liquide-solide dans divers contextes industriels et scientifiques.
L’analyse de topographie de surface permet d'optimiser les propriétés de contact, d'adhérence, et de durabilité des matériaux, notamment pour les revêtements, les dispositifs médiaux, et les composants aéronautiques. Lors de cette analyse de surface, les caractéristiques physiques de la surface d'un matériau, telles que sa texture, ses aspérités, et sa forme globale sont expertisées.
L’analyse VSSA permet de déterminer la surface spécifique d'un matériau par unité de volume. Cette analyse concerne principalement l’industrie pharmaceutique et la caractérisation de matériaux, notamment les matériaux poreux ou les poudres, où la réactivité chimique et la dissolution sont influencées par la surface spécifique.
La mesure de tension de surface détermine la force agissant à la surface d'un liquide, due à l'attraction entre ses molécules. Cette force est responsable des comportements tels que la formation de gouttes et l'étalement sur des surfaces, et permet de réduire au minimum la surface du liquide. Cette mesure permet de comprendre et optimiser les interactions liquide-liquide et liquide-solide dans divers contextes industriels et scientifiques.
La profilométrie se concentre principalement sur la mesure quantitative des variations verticales de la surface d'un matériau. Cette analyse de surface fournit des informations précises sur la texture de surface, garantissant la qualité et la performance des produits.
Nos prestations d'expertise de surface
FILAB est en mesure d’analyser la surface d’un matériau à l’échelle nanométrique (analyse d’extrême surface ou expertise de surface) en utilisant des techniques de pointes notamment le TOF-SIMS, l’XPS/ESCA et l’AFM.
Au delà de contrôler la propreté de surface du matériau, le laboratoire identifie la pollution en question.
L'analyse d'interface de matériaux est une technique pour étudier la zone de transition entre deux substances distinctes dans un matériau composite. Elle permet de comprendre les interactions chimiques et physiques aux interfaces, cruciales pour la performance et la stabilité du matériau.
- Corrosion, fissure, rupture, problème d’adhérence
L'analyse des imperfections de vos alliages métalliques permet de déterminer leurs origines et leurs impacts. Nous réalisons des analyses détaillées des défaillances pour une compréhension approfondie de leur nature et portée.
Le contrôle de l'homogénéité des traitements de surface est essentiel pour assurer une qualité et une performance uniformes des matériaux, permettant de détecter et de corriger toute variation ou défaut dans le processus de traitement. Cette vérification garantit la fiabilité et la durabilité des matériaux dans leurs applications spécifiques.
L’analyse d’adhérence permet d’évaluer la force avec laquelle deux surfaces se lient l'une à l'autre, par exemple entre un revêtement et une surface. La connaissance de cette caractéristique garantit la fiabilité et la durabilité des revêtements et des assemblages dans les secteurs de l'automobile, de l'aéronautique, et de l'électronique par exemple.
Le traitement par grenaillage est un processus de traitement de surface par impact de petites billes sur un matériau pour améliorer sa texture ou ses propriétés mécaniques. Ce procédé, effectué en laboratoire, améliore la résistance à la fatigue, à la corrosion, et à l'usure des composants métalliques. Ce traitement est courant dans l'industrie aérospatiale et automobile.
Lors d’une analyse de rugosité en laboratoire, nos experts mesurent la texture de la surface d'un matériau et quantifient les irrégularités. Cette analyse de la surface permet de vérifier les critères de performance et d'esthétique spécifiques.
L’étude de délamination est utilisée pour examiner les couches d'un matériau composite ou avec un revêtement dans l’objectif d’identifier tout signe de séparation ou d’anomalie. Cette information conditionne l'intégrité structurelle des matériaux composites utilisés en aéronautique ou en construction par exemple.
L’essai de tomographie en laboratoire utilise des rayons X ou d'autres formes de radiographie pour créer des images tridimensionnelles de l'intérieur d'un objet sans le détruire. Cette méthode permet d'analyser les défauts dans les matériaux, aidant à prévenir les défaillances dans les industries comme l'énergie.
Nos prestations d'expertise de surface
Le développement et la validation de procédés de traitement de surface sont fondamentaux pour innover et améliorer les performances des matériaux, en assurant que chaque méthode soit efficace, reproductible et conforme aux normes de qualité exigées. Cette démarche garantit la fiabilité et l'efficacité des traitements appliqués, adaptés aux spécificités de chaque matériau.
L'étude de vieillissement permet de prédire sa durabilité et sa résistance dans le temps. Il permet notamment d'anticiper les modifications de ses propriétés sous l'effet de facteurs environnementaux et d'usage.
Les traitements de surface confèrent aux matériaux un aspect et des caractéristiques particulières suivant la nature du traitement de surface mais également celle du substrat qui va accueillir ce revêtement.
FILAB propose des formations en analyse de surface, adaptées aux besoins des industriels. Elles permettent de maîtriser les techniques telles que XPS, ToF-SIMS, AFM, FTIR ou la profilométrie optique. Grâce à ses équipements de pointe et à l’expertise de ses ingénieurs, FILAB offre une montée en compétence concrète, axée sur vos enjeux techniques.
Nos moyens techniques
Cas d’application de la caractérisation de surface
Mauvaise adhérence d’un revêtement sur un implant médical
Dans l’industrie des dispositifs médicaux, des problèmes d’adhérence du revêtement antibactérien sur des implants en titane peuvent entraîner des rejets de lots.
L’intervention d’un laboratoire spécialisé en caractérisation de surface est alors indispensable. Grâce à des analyses comme la XPS et le MEB-EDX, il est possible d’identifier des contaminations organiques invisibles à l’œil nu. Ces données permettent d’adapter les traitements de surface et de garantir la conformité des dispositifs médicaux.
Analyse et optimisation des couches minces pour les produits de luxe
Dans l’industrie du luxe, les couches minces sont utilisées pour conférer aux produits des finitions esthétiques et personnalisées, comme des revêtements en or ou platine sur les bijoux. Elles offrent aussi des fonctions techniques, telles que la résistance aux rayures pour les montres via des couches de DLC ou nitrure de titane. Pour valider leurs performances, ces films sont analysés en laboratoire à l’aide de techniques comme la MEB, la MET ou l’AFM. Ces outils permettent d’étudier leur morphologie, leur épaisseur ou encore leur rugosité. La composition chimique est, elle, déterminée grâce à des méthodes comme la XPS ou la DRX.
Notre FAQ
La caractérisation de surface est l’ensemble des analyses physico-chimiques visant à évaluer l’état, la composition élémentaire, la topographie et les propriétés fonctionnelles des couches superficielles d’un matériau.
Elle permet de comprendre les interactions matériau/environnement, d’identifier des défauts critiques et de valider ou d’optimiser les procédés industriels de fabrication, de traitement ou de revêtement.
Pour assurer la qualité, la performance et la conformité d’un produit dans des secteurs comme la santé, l’aéronautique ou le luxe.
L'expertise de surface d'un laboratoire désigne sa capacité à analyser et à caractériser les propriétés des surfaces et des interfaces de matériaux. Cette expertise couvre une large gamme de techniques d'analyse et de mesures, permettant d'évaluer des aspects tels que la composition chimique, la structure moléculaire, la topographie, la rugosité, la morphologie, ainsi que les propriétés mécaniques et électriques des surfaces.
L'objectif est de comprendre comment les surfaces interagissent avec leur environnement, ce qui est crucial dans de nombreux domaines d'application, notamment les revêtements, les traitements de surface, la nanotechnologie, l'énergie, l'électronique, et les biomatériaux.
Les laboratoires dotés d'une telle expertise utilisent des équipements avancés, comme la microscopie électronique à balayage (MEB), la spectroscopie par rayons X à dispersion d'énergie (EDX), la microscopie à force atomique (AFM), la spectroscopie photoélectronique à rayons X (XPS), et d'autres méthodes d'analyse de surface pour obtenir des informations détaillées sur les couches superficielles des matériaux.
L’expertise de surface d’un laboratoire tel que FILAB, permet de guider le développement de nouveaux matériaux, d'améliorer les processus de fabrication, de résoudre des problèmes de qualité et de performance, et de favoriser l'innovation dans la conception de produits.
La surface d'un matériau désigne sa couche extérieure qui entre en contact avec l'environnement, comme l'air ou un liquide.
L'interface, en revanche, est la zone où deux phases ou matériaux différents se rencontrent et interagissent, tels que la limite entre un solide et un liquide ou entre deux solides.
Les problématiques rencontrées à la surface d’un matériau sont liées à son exposition directe à l'environnement. Cela inclut la corrosion, l'usure, et la dégradation sous l'effet de facteurs environnementaux comme l'oxydation et l'humidité. Ces conditions induisent des modifications des propriétés chimiques et physiques à la surface, nécessitant des solutions spécifiques telles que des traitements de surface ou des revêtements de surface pour améliorer la résistance et la durabilité du matériau, et éviter les défaillances.
Concernant les interfaces entre deux matériaux ou phases distinctes, ce sont davantage des problèmes relatifs à l'adhérence, la compatibilité chimique, et la transmission des contraintes ou des courants électriques à travers l'interface qui surviennent.
Cette problématique industrielle est critique dans la conception de matériaux composites, les dispositifs électroniques et les assemblages multi-matériaux, où une mauvaise interaction à l'interface peut compromettre l'intégrité structurale ou la performance fonctionnelle.
Contactez le laboratoire FILAB pour en savoir plus sur les analyses disponibles
Les caractéristiques d’une surface incluent sa rugosité, sa propreté, sa composition chimique et sa topographie.
On utilise diverses techniques dont : l’AFM, le TOF-SIMS, l’XPS mais également le MEB-EDX.
L’analyse et la caractérisation de surface de matériaux se réalise en laboratoire via des moyens techniques et analytiques spécifiques selon les matériaux et les besoins (contamination, usure, adhésion…).
pas à contacter notre équipe.
