SPECTROMÉTRIE À DÉCHARGE LUMINESCENTE (SDL)

GLOW DISCHARGE OPTICAL EMISSION SPECTROMETRY (GD-OES)

La spectrométrie à décharge luminescente (SDL) est une méthode d’analyse physico-chimique élémentaire des matériaux solides. Elle permet l'analyse de tous les éléments de la classification périodique, y compris des éléments légers tels que l'oxygène, l'hydrogène, le carbone, provenant de matériaux conducteurs ou isolants. Cette méthode s’avère particulièrement performante lorsqu'elle est appliquée à l'analyse des matériaux métalliques, que ce soit pour des analyses quantitatives à cœur ou pour la détermination de profils de concentration d’éléments présents en surface, qu'ils soient majoritaires ou sous forme de traces. La SDL permet de quantifier des profils aussi bien sur l'échelle des profondeurs que sur celle des teneurs (massiques et/ou atomiques).

La SDL contribue notamment au développement de nouveaux matériaux avec des revêtements à l'échelle nanométrique et ascendante, elle permet dans l’industrie de surveiller la fabrication des dispositifs photovoltaïques, de comprendre l'origine de la corrosion sur les carrosseries automobiles, de caractériser la composition des métaux précieux, de contrôler la fabrication des disques durs, des LED, d’améliorer les batteries au Lithium, etc.

La SDL, aujourd’hui bien établie pour la caractérisation des matériaux, est l'outil idéal pour étudier à partir de la surface jusqu'à plus de 150 microns en profondeur avec une résolution de quelques nm.

La SDL répondra en quelques minutes à plusieurs questions telles que :

 - Quels sont les éléments présents dans l'échantillon ? À quels niveaux de concentration ?

 - L'échantillon est-il homogène en profondeur ?

 - Des revêtements ou des traitements de surface ont-ils été pratiqués sur l'échantillon ?

 - Quelle est l'épaisseur des couches ?

 - Existe-t-il une contamination à une interface ? Une oxydation en surface ?

 - Un élément a-t-il diffusé dans les revêtements ? Dans le matériau ?

 

Domaines d’utilisation

- Analyse élémentaire des matériaux métalliques : éléments majoritaires et traces

- Caractérisation des surfaces, des couches d’oxydes, des produits de corrosion

- Analyse des peintures, verres, céramiques techniques

- Analyse des traitements de surface et revêtements, conducteurs ou non, simple couche ou multicouches,

  sur tout substrat : revêtements métalliques, organiques, céramiques,

  couches passives, couches de diffusion (passivation, phosphatation, cémentation, nitruration, etc.)

- Analyse des films polymères

 

Exemples de travaux réalisés au laboratoire PIMM

- Quantification des éléments d’alliage après élaboration d’aciers inoxydables par fusion laser

- Étude de la corrosion et de la fragilisation du titane par l’hydrogène (mesure de la profondeur de diffusion)

  dans les électrolyseurs pour la production d’hydrogène

- Caractérisation de couches d’oxydes après traitement thermique

- Caractérisation de revêtements d’alliage étain-zinc électrodéposés

  en substitution du revêtement de cadmium dans le cadre des directives REACH

- Analyse et développement de techniques de préparation et d'activation de surface

- Optimisation de procédés de dépôts chimiques pour l’électronique de puissance

- Caractérisation et quantification de peintures cataphorèse pour l’automobile