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Chapitre IV : Développement et optimisation de la sous-couche nanostructurée fonction de la distance à la sortie de tuyère pour ces 2 mélanges de gaz (Figure D.2-3 b pour le mélange Ar-He et Figure D.2-6 pour le mélange Ar/He/H2) montre que cette variation présente la même tendance. Cependant, la pente de la courbe correspondant à la diminution du nombre de petites particules (33 µm
Chapitre IV : Développement et optimisation de la sous-couche nanostructurée Les observations micrographiques rejoignent donc bien la diminution plus prononcé du nombre de petites particules observées en Figure D.2-6 pouvant alors s’expliquer par l’évaporation des fines gouttelettes qui deviennent invisibles pour la caméra. La vitesse de croissance de la couche (Figure D.2-8 ), augmente lorsque l’enthalpie massique de l’écoulement plasma augmente. Le flux thermique apporté par le plasma est plus important pour le mélange Ar/He/H2 et pourrait contribuer à densifier le revêtement mais ne devrait, cependant, pas affecter de façon significative la vitesse de croissance. Par contre, une enthalpie massique plus élevée et une meilleure conductivité thermique favorisent le traitement en vol et les particules impactent le substrat dans un état de fusion plus élevé et adhérent à la couche en formation. Ce meilleur état de fusion limitant le nombre de particule rebondissant sur le substrat peut en partie justifier l’augmentation de la vitesse de croissance de la couche. Un autre point qui intervient est la vitesse des particules à l’impact qui doit être suffisante pour qu’elle puisse traverser la couche limite qui se forme autour du substrat. On admet en général [145] que leur vitesse doit être telle que leur nombre de Stokes soit supérieur à 1. Ce nombre est défini par l’équation (D–2) : (D–2) 2 ρ pd pv = μ L St l g où les indices p et g sont relatifs à la particule et au gaz respectivement, ρ est la masse volumique, μ la viscosité moléculaire, d le diamètre, v la vitesse et L l’épaisseur de la couche limite. Vitesse de croissance (µm/g/cm 2 ) 6 5 4 3 2 1 0 45/45, Φ = 6mm 45/45/3, Φ = 6mm Condition de projection Figure D.2-8 : Variation de la vitesse de croissance des couches projetées en fonction du l’enthalpie massique de l’écoulement plasma. - 155 - p
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UNIVERSITE DE LIMOGES ECOLE DOCTORA
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