Contribution à la compréhension de l'injection par voie liquide de céramiques (Y.S.Z. ; Pérovskite,...) ou métaux (Ni,...) dans un plasma d'arc soufflé afin d'élaborer des dépôts finement structurés pour S.O.F.Cs.

Discipline

Matériaux Céramiques et Traitements de Surface

Classification

Technologie (Sciences appliquées),

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

matériaux céramiques, plasmas, projection plasma, piles SOFC, suspensions (chimie), électrolytes

Mots-clés

Projection au plasmaProjection au plasma -- Thèses et écrits académiques,

Piles à combustible à oxyde solide - Thèses et écrits académiques,

électrolytes - Thèses et écrits académiques,

Pérovskites - Thèses et écrits académiques

Ces travaux de recherche sont dédiés à l'élaboration, par un même et unique procédé, des différentes couches (électrolyte / anode / cathode) entrant dans la composition des piles à combustibles à oxyde solide (S.O.F.Cs : Solid Oxide Fuel Cells). L'électrolyte en zircone yttriée (Y.S.Z. : Yttria Stabilised Zirconia) doit présenter une microstructure dense (imperméable aux gaz) d'une épaisseur comprise entre 5 et 20 µm, tandis que les électrodes doivent être poreuse et plus épaisses (200-500 µm), en Ni-Y.S.Z. (anode) et LaMnO 3 (cathode). La technique choisie pour atteindre ces objectifs est le procédé de projection par plasma d'arc soufflé, à pression atmosphérique, de céramiques ou de métaux injectés par voie liquide (précurseur ou suspension de poudre micrométrique ou sub-micronique). Pour mener à bien ces travaux, une bonne compréhension des phénomènes mis en jeu (paramètres plasma, injection de liquide, pénétration du jet de liquide et traitement de la suspension dans le plasma, nature et granulométrie des poudres employées pour la réalisation des suspensions,…) est nécessaire, et des modèles simples ont été utilisés pour déterminer des ordres de grandeurs et expliquer les résultats expérimentaux. Ces travaux ont ainsi permis la réalisation d'électrolytes denses d'épaisseurs comprises entre 5 et 20 µm et d'électrodes poreuses finement structurés. De plus, les premiers résultats sur la réalisation d'assemblage de ces différentes couches (électrolyte-cathode et électrolyte-anode) sont très prometteurs.