Laboratoire des sciences des surfaces de l’Université Western (SSW)

Que fait l'installation

Laboratoire analytique d’expertise-conseil et de recherche accrédité ISO 17025 et spécialisé dans l’analyse et la caractérisation des surfaces et des matériaux

Domaines d'expertise

Fondé en 1981, le laboratoire est reconnu à l’échelle mondiale à titre de chef de file en matière d’analyse des surfaces et de caractérisation des matériaux. L’installation a servi avec succès une clientèle notoire provenant de plusieurs secteurs d’activité : fabrication, automobile, énergie, ressources minérales, soins de santé, aérospatiale, environnement, électronique, polymères et plastiques. Grâce à sa prestation de services à un large éventail de clients provenant aussi bien des petites entreprises de fabrication de matériel que des géants industriels, le laboratoire s’est forgé une réputation enviable à l’égard de la qualité et de la ponctualité de ses services et de leur caractère novateur.

Fort d’un total de 250 personnes-années d’expérience et de la compétence sans pareille de ses chercheurs dans l’interprétation, l’installation accréditée ISO 17025 est aussi l’un des laboratoires parmi les mieux outillés au Canada pour l’analyse des surfaces et des matériaux. Situé dans le complexe Discovery Research Park de l’Université Western Ontario à London en Ontario, le laboratoire offre aux clients l’accès direct et pratique à des professionnels hautement compétents et expérimentés ainsi qu’à des techniques d’analyse de pointe.

Services de recherche

Caractérisation de matériaux, analyse de défaillance matérielle et corrosive, mise à l’essai analytique, analyse des surfaces, épreuves de contrôle de la qualité, analyse de défectuosité, développement de produits, expertise-conseil, analyse de défectuosité de peinture, analyse de défaillance d’adhésion, caractérisation de polymères, identification de microplastiques, minéralogie, optimisation du procédé de séparation des minerais, altération météorique et pulvérisation saline en enceinte, essais électrochimiques, recherche et développement contractuels, formation de personnel hautement qualifié

Secteurs d'application

Automobile

Industrie chimique

Énergie

Fabrication et transformation

Mines, minerais et métaux

Laboratoires et équipements spécialisés

Équipement	Fonction
Appareil de spectroscopie de masse d’ions secondaires (SIMS) IMS-3f de Cameca	SIMS dynamique – spectrométrie de masse d’ions secondaires Analyse élémentaire et isotopique à l’échelle de traces (partie par million [ppm] pour la plupart des éléments et partie par milliard [ppb] pour d’autres) de volumes minuscules logeant à la surface d’échantillons solides
Appareil de spectroscopie de masse d’ions secondaires (SIMS) IMS-6f de Cameca	SIMS dynamique – spectromètre de masse d’ions secondaires Analyse élémentaire et isotopique à l’échelle de traces (ppm) de volumes minuscules logeant à la surface d’échantillons solides
Appareil de spectroscopie de masse d’ions secondaires à temps de vol (TOF-SIMS IV) d’IONTOF	TOF-SIMS – spectromètre de masse d’ions secondaires à temps de vol Doté de sources d’ions Bi+, Bi3+, Bi3++, Cs+ et C60+ Collecte de données sur les éléments et la composition à proximité de la surface et détection possible de fragments moléculaires de dimension maximum de 10000 unités de masse atomique.
Microscope (MEB) à champs par émission d’ions ultra-haute résolution Regulus SU8230 de Hitachi Détecteur annulaire quadripôle pour la spectroscopie des rayons X par dispersion d’énergie XFlash FQ5060 Annular Quad EDX de Bruker Détecteur pour la spectroscopie des rayons X par dispersion d’énergie XFlash 6160 de Bruker	MEB/EDX spectroscopie des rayons X par dispersion d’énergie, microscopie électronique à balayage combiné à un spectroscope rayons X dispersif en énergie, spectroscopie rayons X à dispersion d’énergie basse tension et microscopie électronique à balayage et à transmission (STEM) Production d’images haute résolution de la topographie superficielle et excellente profondeur de champ, avec la possibilité de détecter des caractéristiques de l’ordre d’une fraction de nanomètre. La spectroscopie des rayons X par dispersion d’énergie (EDX) fournit la composition semi-quantitative de tous les éléments du carbone à l’uranium présents dans la zone à analyser. La spectroscopie EDX permet de sonder la surface externe de l’échantillon à une profondeur de l’ordre de quelques microns (μm).
Microscope électronique à balayage à pression variable SU3500 d’Hitachi combiné à un détecteur au silicium à diffusion pour l’analyse aux rayons X, modèle AZtec X‑Max50 d’Oxford Instruments	MEB/EDX – microscopie électronique à balayage combiné avec spectroscopie des rayons X par dispersion d’énergie VP-SEM – microscope électronique à balayage à pression variable SDD – détecteur au silicium à diffusion
Microscope électronique à balayage à pression variable SU3900 d’Hitachi combiné à un détecteur au silicium à diffusion pour l’analyse aux rayons X, modèle ULTIM MAX 65 d’Oxford Instruments	MEB/EDX – microscopie électronique à balayage combiné avec spectroscopie à rayons X par dispersion d’énergie VP-SEM – microscope électronique à balayage à pression variable SDD – détecteur au silicium à diffusion
Spectromètre des photoélectrons induits par rayonnement X, modèle AXIS Supra de Kratos	Spectroscopie XPS Fournit la composition élémentaire de la surface sensible (5-9 nm) et la nature chimique des éléments présents à la surface de l’échantillon. Comportant une source ionique d’amas gazeux (GCIS), un stade de réchauffement / refroidissement et un système de fracture in situ
Spectromètre de photoélectrons X, modèle AXIS Nova de Kratos	Spectroscopie XPS Fournit la composition élémentaire de la surface sensible (5-9 nm) et la nature chimique des éléments présents à la surface de l’échantillon.
Microscope Raman, modèle inVia Reflex de Renishaw	La spectrométrie laser Raman permet de recueillir des données sur la nature chimique des molécules inorganiques et de certaines molécules organiques dans des zones d’un diamètre aussi petit que le micron (1 μm). Comme le verre laisse transparaître les faisceaux laser, le spectromètre Raman favorise les mesures in situ. Trois longueurs d’onde possibles : 785 nm, 633 nm et 514 nm, et deux échelons, 1 800 et 1 200 l/mm. Également doté d’un polariseur et d’une demi-lame onde pour chaque laser.
Nanosonde Auger à balayage PHI 710 de Physical Electronics	SAM/AES – microspectromètre Auger à balayage/spectroscopie des électrons Auger Cette technique permet de recueillir des données sur la composition élémentaire de zones très petites (~ 10 à 20 nm). La proximité (~ 2-3 nm) par rapport à la surface des électrons Auger permet d’analyser sur une échelle beaucoup plus petite qu’avec la MEB/EDX. Les possibilités techniques comprennent la composition élémentaire, certaines données de liaison chimique, le profilage en profondeur (la composition en fonction de la profondeur de pénétration dans le matériau), les balayages linéaires, l’analyse ponctuelle à petite échelle et la cartographie de l’intensité élémentaire.
Profilomètre à stylet Tencor P-17 de KLA-Tencor	Profilométrie superficielle Mesure des caractéristiques topographiques (rugosité superficielle) de la surface par application d’une pression de contact constante sélectionnable de sorte à élever ou à abaisser le stylet au gré du profil superficiel.
Microscope à force atomique XE-100 de Park Systems	Microscopie à force atomique (AFM) Le microscope peut fonctionner dans l’air ou dans l’eau au moyen d’une pointe fine (rayon du sommet ~10 nm) pour cartographier la morphologie des surfaces et des propriétés mécaniques et chimiques par interaction entre la pointe et la surface. La presque totalité des matériaux peut être analysée sans préparation particulière des échantillons.
Spectromètre infrarouge à transformée de Fourier Tensor II avec microscope Hyperion 2000, le tout de Bruker	Spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) La lumière infrarouge incidente est absorbée selon des fréquences données qui représentent les vibrations des liaisons ou des groupes dans la molécule présente à la surface de l’échantillon. La spectroscopie FTIR permet de recueillir des données quant à la nature des molécules organiques et de certaines molécules inorganiques dans la zone à analyser.
Microscope numérique VHX-6000 de Keyence	Microscopie optique Nos trois microscopes optiques, avec une capacité de grossissement de 6,5 à 1 000 fois, sont connectés à une caméra numérique en couleur haute résolution pour créer des images numériques. L’examen des échantillons sous microscope optique permet de déterminer la technique la plus adaptée à une analyse éventuellement plus poussée.
Microscope composé Zeiss Axioplan (connecté à un microscope numérique Keyence VHX-950F de Keyence)	Microscope 3D Microscopie optique Nos trois microscopes optiques, avec une capacité de grossissement de 6,5 à 1 000 fois, sont connectés à une caméra numérique en couleur haute résolution pour créer des images numériques. L’examen des échantillons sous microscope optique nous permet de déterminer la technique la plus adaptée à une analyse éventuellement plus poussée.
Stéréomicroscope Zeiss SteREO Discovery.V8 connecté à un microscope numérique VHX-950F de Keyence	Microscope 3D Microscopie optique Nos trois microscopes optiques, avec une capacité de grossissement de 6,5 à 1 000 fois, sont connectés à une caméra numérique en couleur haute résolution pour créer des images numériques. L’examen des échantillons sous microscope optique nous permet de déterminer la technique la plus adaptée à une analyse éventuellement plus poussée.
Duromètre par micro-indentation LECO LM-100	Tests de microdureté Notre testeur de dureté utilise un pénétrateur Knoop ou Vickers de forme allongée permettant de mesurer la microdureté des métaux, des pellicules métalliques fines et des couches superficielles comme les couches nitrurées, carburées et cémentées.
Analyseurs de réponse de fréquence et potentiostats de précision ModuLab XM ECS de Solartron	Corrosivité et électrochimie Grâce à notre collaboration avec le laboratoire jumelé du département de chimie de l’Université Western, nous serons en mesure de procéder à un certain nombre d’essais électrochimiques afin de répondre aux besoins de la clientèle. Nous pouvons travailler dans le cadre de projets d’expertise-conseil à court terme, et nous sommes en outre outillés de manière à entreprendre des projets de recherche à long terme en recourant à des techniques d’électrochimie spécialisée.
Analyseur de réponse de fréquence (FRA) 1260 de Solartron
Potentiostat 1287 de Solartron
Appareil de mesure d’angle de contact DSA30E de Kruss	Goniométrie d’angle de contact L’angle selon lequel une interface liquide touche une surface solide est appelé angle de contact, dont la mesure permet d’obtenir des données à l’égard de la mouillabilité et de la tension des surfaces, entre autres paramètres.
Testeur de corrosion cyclique Q-FOG CRH	Enceintes d’altération météorique Ce type d’enceintes peut simuler la dégradation des matériaux exposés aux sels de déglaçage, à l’ensoleillement et aux rayons ultraviolets en présence d’humidité ou dans des conditions humides et sèches.
Enceinte de test à arc au xénon Q-SUN Xe-3
Enceinte d’altération météorique accélérée par pulvérisation QUV
Appareil d'analyse thermique DSC 3 de Mettler Toledo	L’analyse calorimétrique différentielle à balayage est la mesure des variations d’enthalpie dues aux altérations physiques et chimiques des propriétés d’un matériau en fonction de la température ou du temps. Cette méthode permet d’identifier ou de comparer des matériaux et de les caractériser en fonction de leur structure ou leur emploi.
Analyseur thermogravimétrique TGA 2 de Mettler Toledo	L’analyse thermogravimétrique (TGA) permet de mesurer la masse d’un échantillon pendant son réchauffement ou son refroidissement en atmosphère contrôlée. La TGA est principalement utilisée pour la caractérisation des composantes des matériaux.
Microscope à balayage laser LSM 800 de Zeiss pour matériaux avec microscope composé vertical Axio Imager.Z2m de Zeiss	Microscope confocal à balayage laser (CLSM) Les applications de l’instrument comprennent l’estimation de la rugosité et de l’ondulation ainsi que la mesure de la hauteur de palier. Le balayage d’une aire ou le montage de regroupement de plusieurs aires permet d’obtenir une image topographique tridimensionnelle d’une surface, de même que d’isoler des profils bidimensionnels à partir de cette image aux fins de l’analyse.
Xradia 410 Versa de Zeiss	Micrototomographie à rayons X (micro-CT) Semblable à ce qui est utilisé en tomodensitométrie dans les hôpitaux, la microtomodensitométrie est une technique d’imagerie tridimensionnelle (quadridimensionnelle en cas de mesure en fonction du temps) non destructive recourant à un faisceau de rayons X à énergie très élevée pour créer une suite de projections bidimensionnelles sur lesquelles les nuances de gris varient en fonction de la densité interne du volume et des variations du nombre atomique. Ces projections sont reconstituées afin de créer un modèle tridimensionnel virtuel, ce qui permet aux utilisateurs de « voir » à l’intérieur de l’échantillon sans préparation, sectionnement, ni destruction de l’échantillon.
Diffractomètre à rayons X SmartLab 3kW de Rigaku	La diffraction à rayons X (XRD) est une technique d’analyse servant à déterminer les phases d’un vaste éventail de matériaux cristallins, tels minéraux, produits de corrosion, pellicules fines, matériaux bruts et polymères. Le diffractomètre à rayons X peut également servir à mesurer l’épaisseur de très minces pellicules, de même que les contraintes/pressions résiduelles à l’intérieur des matériaux. Les échantillons tant solides qu’en poudre peuvent être analysés.