mise à jour le 23/01/2021

pour tout renseignement à ce sujet : jacky.ruste@orange.fr

         Echantillons tests

2020: lame de verre
2016: émail céramique

2012: verre métallique base nickel
2009: alliage cupro-aluminium
2005: alliage de maillechort

Objectif : savoir, pour un échantillon donné, où se situent les résultats de nos analyses par rapport aux résultats obtenus par la communauté.



OPERATION ECHANTILLONS TESTS 2009

50 laboratoires ont participé


  • 57 EDS (dont 19 SDD)
  • 14 WDS (dont 2 sur MEB)

au total, 196 analyses (111 à 20 et 85 à 5 kV)

Les résultats complets 

Echantillon choisi : pièce de 10 centimes d'euros : alliage 89% Cu, 5% Zn, 5% Al, 1% Sn

Procédure :

Cet échantillon, non fourni car facilement disponible pour un coût modique, est analysé après préparation métallographique, afin de :

  • déterminer la nature des éléments présents dans l'alliage,
  • faire l'analyse quantitative à 20 et 5 kV
  • éventuellement, estimer la précision statistique des mesures (il conviendra alors d'effectuer un nombre suffisant de comptages en divers points d'analyse choisis au hasard).

LES RESULTATS : 

 

Analyses EDS : 57 spectromètres : 37 Si(Li), 1 Ge, 19 SDD

70 analyses 20 kV - haut vide
       - 23 analyses "sans témoin"
       - 26 avec bibliothèque fournisseur
       - 11 avec bibliothèque personnelle
       - 10 analyses avec témoin réels (?)
       

Corrections :
       - 45 Phiroz (20 XPP, 6 PAP, 3 Proza96, 16 non précisées)
       - 19 ZAF
       - 6 non précisées

54 analyses 5 kV
       
 

Analyses WDS : 12 Microsondes de Castaing , 2 WDS sur MEB

15 analyses 20 kV
12 analyses 5 kV

Corrections :
       - 9 Phiroz (3 XPP, 4 PAP, 2 XPHI)
       - 4 ZAF
       - 2 non précisées

       - Cameca : 1 Camebax, 1 SX50, 7 SX100
       - Jeol : 1 JXA8600R
       - Oxford : 2 Wave
       - non précisé : 2

 

 Valeurs moyennes obtenues :

 
nbre d'analyses
Cu
Al
Zn
Sn
EDS 20 kV Si(Li)
43
88,44 ± 4,0
4,85 ± 2,22
5,29 ± 1,54
1,03 ± 0,59
SDD
25
88,30 ± 3,14
5,30 ± 2,14
5,16 ± 0,96
0,94 ± 0,22
WDS 20 kV Si(Li)
15
89,11 ± 1,44
5,02 ± 0,36
4,92 ± 0,38
0,84 ± 0,14
EDS 5 kV Si(Li)
36
90,27 ± 10,84
4,28 ± 2,26
4,11 ± 6,54
0,76 ± 5,28
SDD
18
88,45 ± 7,90
3,68 ± 1,70
6,93 ± 5,76
0,61 ± 2,66
WDS 5 kV Si(Li)
12
89,87 ± 3,62
4,90 ± 1,14
4,71 ± 1,02
0,80 ± 0,62

Dans ce cas de l'analyse à 5 kV, seule la raie Al Ka est facilement accessible.
Cu et Zn ne sont analysables qu’en raie L (avec une forte interférence).
Sn La est difficile à analyser…


 Influence des différents paramètres d'analyse EDS sur l'analyse à 20 kV du cuivre:

1- Nature du témoin

  • Avec témoin réel (23 mesures ) : 88,45 ± 2,30  (la plus faible dispersion)
  • Sans témoin (11 mesures) : 88,15 ± 3,46
  • Bibliothèque fournisseur (20 mesures) : 88,57 ± 4,16
  • Bibliothèque personnelle (11 mesures) : 88,61 ± 4,62

2- Mode d'acquisition  (peu d'influence pour cet échantillon homogène)

  • Sonde ponctuelle (21 mesures ) : 88,60 ± 3,94
  • Sonde défocalisée (4 mesures) : 89,16 ± 4,68
  • Sonde balayée (46 mesures) : 88,37 ± 3,56

3- Méthode de soustraction du fond continu

  • Modélisation (27 mesures ) : 88,55 ± 4,34
  • Filtre numérique (42 mesures) : 88,52 ± 3,64

4- Méthode corrective (plus forte dispersion avec ZAF)

  • méthode ZAF : 88,08 ± 5,44
  • méthode Phiroz: 88,63 ± 3,0

 Comparaison Microsonde / WDS sur MEB : (mesures à 20 kV)

 
microsonde
WDS sur MEB -
valeur 1
WDS sur MEB -
valeur 2
Cu
89,11 ± 1,44
89,08
89,71
Al
5,02 ± 0,36
5,02
5,07
Zn
4,92 ± 0,38
5,03
5,37
Sn
0,84 ± 0,14
0,87
0,87

 

 Conclusions

  1. Les analyses WDS présentent moins de dispersion que les analyses EDS

  2. A 20 kV les valeurs moyennes en EDS sont comparables à celles du WDS (même si les mesures en Sn sont un peu surévaluées)

  3. A 5 kV, les analyses en WDS sont encore correctes, bien que l’on observe une légère augmentation de la dispersion statistique.
    En EDS, les mesures sont plus difficiles, en particulier pour le Zn et le Sn :
       - le Zn doit être séparé du Cu, beaucoup plus abondant
       - le Sn, peu abondant, est peu excité d’où une très grande difficulté à être analysé.

    Les analyses quantitatives à faibles tensions posent encore certaines difficultés
    et, si elles sont possibles, sont beaucoup moins précises qu’à fortes tensions.

En pression contrôlée, l’échantillon étant homogène, les effets dus à la pression sont peu perceptibles…
Cependant, la nature de l’enrobage peut avoir des effets sur le résultat.