Contribution au développement d'un procédé de projection dynamique à froid (P.D.F.) pour la réalisation de dépôts de nickel

Discipline

Matériaux Céramiques et Traitements de Surface

Classification

Technologie (Sciences appliquées),

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

modèles et modélisation, métaux, projection thermique, revêtements de surface, gaz

Mots-clés

Nickel -- Couches minces - Thèses et écrits académiques,

Tuyères supersoniques - Thèses et écrits académiques

Ce travail de recherche présente une étude de la formation de dépôts de nickel réalisés par projection dynamique à froid (P.D.F. ou Cold Spray). Il s'agit d'un procédé où les particules métalliques à projeter sont introduites dans un écoulement gazeux supersonique. Au-delà d'une vitesse spécifique à chaque matériau, appelée vitesse critique, les particules peuvent adhérer sur le substrat. Les résultats de cette étude montrent que le rendement pondéral de dépôt est uniquement conditionné par la proportion de particules capables de dépasser la vitesse critique. L'augmentation de la vitesse moyenne des particules (par accroissement de la température du gaz propulseur, de sa température ou l'utilisation d'hélium en remplacement de l'azote) accroît donc le rendement. Les vitesses de particules ont été calculées par deux méthodes (application de la théorie isentropique unidimensionnelle et modélisation 2D). Le comparatif avec les vitesses mesurées montre que la précision de ces modèles est très satisfaisante. Deux techniques de détermination de la vitesse critiques, dont les résultats sont cohérents par rapport aux valeurs trouvées dans la littérature, ont été développées. Contrairement au rendement de dépôt, la compacité et la dureté des revêtements ne sont pas liées à la vitesse des particules. La modification du système de projection, par adjonction d'un système de chauffage des particules, permet d'améliorer légèrement le rendement de dépôt. L'utilisation d'une tuyère possédant une géométrie appropriée peut également améliorer significativement ce dernier.