Brevet FR2574183A1 — publié le 19860606

1.- Echantillon destiné au contrôle par ultra-sons" L'invention concerne une structure d'échan- tillon pour le contrôle par ultra-sons avec des défauts de références et/ou des réflecteurs de références, notam- ment pour le contrôle de la précision de la mesure ou bien pour le calibrage d'appareils de contrôle par ultra-sons à haute résolution, cette structure d'échantillon étant divi- sée et des défauts artificiels étant susceptibles d'ttre insérés entre les surfaces partielles, reliées entre elles notamment par diffusion d'une zone de jonction. Pour le contrôle d'appareils de contrôle ou bien également pour le calibrage d'un appareil à ultra-sons, on a déjà utilisé des défauts de références sous la forme de perçages, tels que des perçages à trous transversaux ou des perçages borgnes. Les dimensions de ces perçages ou de ces évidements étaient toutefois trop importantes pour créer des défauts de références appropriés en vue de l'utilisation du contrôle par ultra-sons pour le contrôle des matériaux, car les défauts devant être mis réellement en évidence dans les matériaux (impuretés) sont beaucoup plus petits. Le but de l'invention est de rendre disponi- ble une structure d'échantillon pour le contrôle par ultra- sons qui comporte de très petits défauts de références, :,74 83 2.- notamment des défauts de références inférieurs à 0,5 mm et se situant dans le domaine du micro-mètre, et qui soient utilisables pour le contrôle des matériaux. Ce problème est résolu dans le cas d'une struc- ture d'échantillon du type initialement mentionné en ce que les défauts de références et les réflecteurs de référen- ces ont une forme particulière, une grosseur de particule inférieure à 0, 5 mm, en étant constitués d'un matériau qui est conducteur ou réflecteur au moins superficiellement, et sont insérés dans la zone de jonction d'une structure par- tielle d'échantillon réalisée en faisant appel à la métallur- gie des poudres. Par rapport aux structures partielles d'échan- tillon massives, telles que celles connues par l'état de la technique, et dans lesquelles les grosseurs de grains se si- tuent dans le domaine du millimètre, la solution conforme à l'invention apporte l'avantage que dans le cas de structu- res partielles d'échantillons réalisées en faisant appel à la métallurgie des poudres, on peut insérer des défauts ar- tificiels qui sont plus petits, d'environ-un ordre de gran- deurs, que les groaseurs de grains des échantillons métal- liques courants. En d'autres termes, les défauts ou les ré- flecteurs de références conformes à l'invention, peuvent être réalisés et insérés selon des dimensions, des formes et des positions qui correspondent aux conditions réelles. Les défauts de référencesj dans le cas de la solution confor- me à l'invention, sont faciles à identifier au moyen du si- gnal ultra-sonore etude ce fait, un contrÈle de précision ou bien un calibrage des appareils de contrôle par ultra- sons ou bien de leurs têtes de mesure est considérablement amélioré. De très grands espaces vides ou de très grands évidements entre les surfaces des structures partielles d'échantillons sont évités. Les parties ainsi reliées ne réfléchissent pas les ondes ultra-sonores même dans la zone de jonction. Cela est favorisé aussi bien par la forme 3.- particulière des défauts de référence,qu'également par le matériau choisi. Une zone de diffusion dans la liaison de cou- ches entre les surfaces des structures partielles d'échantil- lon a particulièrement fait ses preuves. Les défauts de références avec leur forme et leur dimension particulières peuvent être facilement mis en accord avec le procédé grâce auquel est ménagé l'évide- ment correspondant. Pour les défauts de références, des composés métalliques en tant que particules d'une forme régulière ou irrégulière ont fait leur preuve, ces particules étant sus- ceptibles d'être déposées ou introduites sur la surface de- vant participer à la jonction, ou bien dans la couche de liaison, tandis que pour les structures partielles d'échan- tillon, des matériaux métalliques ou bien des structures composites de matériaux métalliques et d'autres matériaux ont fait leur preuve. L'exemple de réalisation se présente comme suit d'après la figure unique des dessins ci-joints: Une partie inférieure d'échantillon 1 est liée à une partie supérieure d'échantillon 2 selon le pro- cédé de diffusion. Les deux parties sont constituées de matériaux métalliques, c'est-à-dire de métaux ou bien d'al- liages de métaux, ou bien de structures composites de matériaux métalliques avec d'autres matériaux qui sont trai- tés par la métallurgie des poudres, par exemple par pressa- ge, frittage (CIP, HIP). Les matériaux suivants conviennent par exemple particulièrement bien: - AP1, AF115, IN 100, 10 CrNiTi 189, Ti. La forme de l'échantillon est dans chaque cas adaptée aux propriétés spécifiques de la partie cons- titutive à contrôler. Par exemple) dans le cas de pièces relevant de la métallurgie des poudres, des profondeurs de défauts de références de 2 à 10 mm avec des échelonnements 4.- de 1 mm seront préférées. Défaut de référence 3: particule conductrice et/ou réfléchis- sante de 1 M m à 0,5 m. Préparations des échantillons: Avant la liaison, on réalise sur la surface la par exemple de la partie inférieure de l'échantillon et/ou sur la surface 1 b de la partie supérieure 2 de l'échantil- lon, une empreinte de l'ordre de grandeur du défaut de réfé- rence. Cette réalisation peut s'effectuer par-des moyens physiques ou chimiques, de préférence électro-chimiques, ou bien par érosion électrolytique ou bien par impression - de profondeur et de forme spécifiques par un matériau dur. Dans cette empreinte (évidement) est placé un matériau de forme, de grandeur et de nature connues (par exemple de la zircone, de la silice, de l'alumine, du diamant, du graphite) sous la forme de billes, de grains ou d'autres particules de formes- irrégulières. Des particules en matériaux durs peuvent être implantées directement sans empreinte sur la surface. Lors de l'implantation une couche de liaison 5 doit recouvrir ces particules. Comme procédé de jonction, une liaison par diffusion notamment un soudage par diffusion sera préfé- rée. Ceci présente l'avantage que la zone de jonction 4 comporte les propriétés d'un matériau combiné et ne donne pas d'indication particulière lors du contr8le par ultra- sons. Après la jonction, il y a dans la zone de diffusion des défauts de références dont la position, les dimensions, la forme et le matériau sont connus de façon précise, et qui conviennent donc au mieux pour jouer le r8le de référence en vue du réglage, du calibrage, du con- tr8le de l'examen par ultra-sons ou bien de l'appareil d'examen par ultra-sons. - La structure d'échantillon conforme à l'in- 5.- vention a particulièrement fait ses preuves dans le cas du contrôle par ultra-sons de matériaux relevant de la métallur- gie des poudres et des pièces d'oeuvre réalisées par ce moyen pour la mise en évidence de très petits défauts avec un degré élevé de réflexion. Lors de la jonction des structures partielles d'échantillon, d'autres procédés peuvent également être mis en oeuvre, notamment d'autres procédés de la technique de jonction, tels que des procédés de placage (par exemple placage par laminage, placage par explosion) mais également des liaisons de couches(vaporisation de couches, dépôt par pulvérisation cathodique ou bien par dépôt galvanique)o D'au- tres matériaux également tels que ceux précédemment décrits peuvent être utilisés pour les structures d'échantillon dans la mesure of ils sont accessibles au contrôle par ultra- sons. Il en va de même pour les particules qui sont déposées dans les évidements ou les empreintes dans la structure d'échantillon, ou bien qui sont insérées. D'autres combinai- sons métalliques, des combinaisons métal-céramique ou bien des combinaisons verre-métal conviennent également, notam- ment des matériaux bonsconducteurs. De tels matériaux sont susceptibles d'être obtenus dans le commerce sous forme de poudre granulée ou de billes, ou bien de granulés dans des dimensions et des compositions appropriées. De même, des particules revêtues superficiel- lement de façon conductrice ou réfléchissante, ou bien des particules telles que des grains, des billes, des granulés, etc...peuvent convenir. La structure d'échantillon, avec une réalisation contrastée appropriée peut également être utilisée en dehors du procédé par ultra-sons pour des procé- dés d'examens optiques. Dans le cas du contrôle par ultra-sons de matériaux, on utilise les gammes de fréquences et les lon- gueurs d'ondes habituelles. La direction d'application des 4 183 6.ultra-sons (flèche)est, de préférence, perpendiculaire à la zone de jonction (surface de jonction). Le générateur d'ultra-sons et/ou la tête de contrôle et la structure d'échantillon doivent être accor- dés entre eux en forme et en dimension. 7.- R E V E N D I C A T I ONS 1.- Structure d'échantillon pour le contrôle par ultra-sons avec des défauts de références et/ou des réflecteurs de références, notamment pour le contrôle de la précision de la mesure ou bien pour le calibrage d'appareils de contrôle par ultra-sons à haute résolution, cette structure d'échantillon étant divisée et des défauts arti- ficiels étant susceptibles d'être insérés entre les sur- faces partielles, reliées entre elles notamment par diffu- sion, d'une zone de jonction, structure d'échantillon ca- ractérisée en ce que les défauts de référenceset les réflec- teurs de références ont une forme particulière, une gros- seur de particule inférieure à 0,5 mm, en étant constitués d'un matériau qui est conducteur ou réflecteur au moins superficiellement, et sont insérés dans la zone de jonction d'une structure partielle d'échantillon réalisée en faisant appel à la métallurgie des poudres. 2.- Structure d'échantillon selon la revendi- cation 1, caractérisée en ceque les défauts de références Z) et les réflecteurs de références sont insérés dans une zone de diffusion d'une liaison de couche de la structure par- tielle d' échantillon. 3.- Structure d'échantillon selon l'une quel- conque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les défauts de références et les réflecteurs de références sont adaptés à la profondeur et à la forme spécifique appliquées à une empreinte. 4.- Structure d'échantillon selon l'une quel- conque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les défauts de références et les réflecteurs de références sont constitués d'un matériau adapté à la structure d'échantillon. 5.- Structure d'échantillon selon la revendi- cation 4, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'un ma- tériau du groupe des métaux, des alliages métalliques, ou de structures composites de matériaux métalliques avec d'autres 8. matériaux. 6.- Structured'échantillon selon l'une quel- conque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les défauts de références et les réflecteurs de références sont constitués de composés métalliques.