Barrières thermiques fissurées verticalement par projection plasma pour applications aéronautique : compréhension des phénomènes, réalisation et caractérisation des dépôts

Discipline

Matériaux Céramiques et Traitements de Surface

Classification

Technologie (Sciences appliquées),

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

dépôt sous vide, projection plasma, revêtements de surface, zircone, conductivité thermique, barrières thermiques

Mots-clés

Dépôt par laser pulséZircone -- Thèses et écrits académiques,

Projection au plasmaProjection au plasma -- Thèses et écrits académiques

Les barrières thermiques sont utilisées pour protéger les pièces sous-jacentes de la chaleur. Elles sont généralement constituées d'une sous-couche métallique résistante à l'oxydation et à la corrosion à chaud, et d'une couche céramique thermiquement isolante, usuellement de la zircone partiellement stabilisée à l'yttrine. Deux techniques sont utilisées au niveau industriel. La projection par plasma permet l'obtention de structures lamellaires présentant une faible conductivité thermique, mais accommodant peu les contraintes induites par la différence de dilatation entre le substrat et la zircone. Les dépôts en phase vapeur assistée par faisceau d'électrons résultent en une structure colonnaire permettant de mieux accommoder ces contraintes et ainsi d'étendre la durée de vie des dépôts, mais présentant une conductivité thermique plus élevée. Les travaux présentés dans ce mémoire ont pour but l'obtention de dépôts projetés fissurés en une seule passe, destinés à augmenter leur durée de vie. Le contrôle de la densité de fissures est possible en ajustant les paramètres de tir. Ces dernières sont le résultat d'un important gradient thermique dans le dépôt en formation, générant un niveau de contraintes tel qu'il provoque la fissuration du dépôt. La structure des dépôts se compose de trois zones : une lamellaire au voisinage de la sous-couche, une zone centrale se composant de colonnes issues de la solidification du bain liquide de zircone, et une troisième comportant à la fois des lamelles et des colonnes provenant de l'empilement de gouttelettes ayant évolué en périphérie du jet de particules.