Elaboration par projection plasma d'un revêtement céramique sur ...

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.
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