Elaboration par projection plasma d'un revêtement céramique sur ...
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Chapitre IV : Développement et optimisation de la sous-couche nanostructurée<br />
D.2.1.1. Interaction <strong>plasma</strong> / suspension<br />
Les effets de l’ensemble des <strong>par</strong>amètres qui peuvent influer <strong>sur</strong> le traitement de la suspension<br />
dans le jet de <strong>plasma</strong> (cf. chapitre II (B.4.1.1.2)) ont été étudiés. Ces <strong>par</strong>amètres sont les<br />
suivants :<br />
Débit et vitesse des gaz <strong>plasma</strong>gènes, conditionnant le transfert cinétique du <strong>plasma</strong><br />
vers le liquide.<br />
Enthalpie disponible et température de l’écoulement, conditionnant le transfert<br />
thermique aux <strong>par</strong>ticules.<br />
Cependant, l’objectif étant la compréhension des mécanismes de construction du <strong>revêtement</strong><br />
et leur relation avec les <strong>par</strong>amètres de <strong>projection</strong>, certaines conditions ont été fixées, à savoir<br />
la nature du substrat et sa température de préchauffage, le taux de charge de la suspension et<br />
son mode d’injection. Ainsi, cette étude de mise au point à été menée pour des substrats en<br />
acier AISI 304L pour limiter l’usage des substrats Haynes ® 230, plus coûteux. Ces substrats<br />
ont été préchauffés à 200°C, avant <strong>projection</strong>, température de transition du couple 304L/YSZ<br />
déterminée <strong>par</strong> Bianchi (1995) [50]. Pour la suspension, un taux de charge de 6 % massique<br />
des nano<strong>par</strong>ticules dispersées dans de l’eau a été utilisé et cette suspension a été injectée dans<br />
le jet de <strong>plasma</strong> au travers d’un injecteur de 200 µm de diamètre avec une vitesse adaptée aux<br />
conditions dynamiques de l’écoulement <strong>plasma</strong>. En effet, afin de s’as<strong>sur</strong>er de la pénétration<br />
de la suspension dans les mêmes zones de l’écoulement quelque soit le mélange de gaz<br />
<strong>plasma</strong>gène, la différence de pression dynamique (ρv 2 ) entre l’écoulement <strong>plasma</strong> et la<br />
suspension a été maintenue pratiquement constante (cf. Tableau D.2-1).<br />
Mélange <strong>plasma</strong> Ar/He/H2<br />
(Nl/min)<br />
30/30/0 45/45/0 90/45/0 45/45/0 45/45/3<br />
Diamètre de tuyère (mm) 8 8 8 6 6<br />
Injection de la<br />
suspension<br />
Ecoulement<br />
<strong>plasma</strong><br />
Vitesse (m/s) 15,72 16,32 17,22 17,93 19,38<br />
Pression<br />
dynamique ρv 2<br />
(kg.m -1 .s -2 )<br />
1,61E+05 1,73E+05 1,93E+05 2,09E+05 2,44E+05<br />
Vitesse (m/s) 865 1260 1410 2250 2670<br />
Pression<br />
dynamique ρv 2<br />
(kg.m -1 .s -2 )<br />
8,45E+03 1,84E+04 3,73E+04 5,86E+04 9,49E+04<br />
P <strong>plasma</strong> - P liquide (kg.m -1 .s -2 ) 152172 154730 155486 150316 149280<br />
Tableau D.2-1 : Pressions dynamiques de l’écoulement <strong>plasma</strong> et du liquide<br />
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