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

Chapitre IV : Développement et optimisation de la sous-couche nanostructurée
D.2.2.1.2. Influence sur les propriétés mécaniques
Les principales propriétés thermiques (coefficient de dilatation, conductivité et diffusivité
thermiques) de l’acier AISI 304L et de l’ Haynes ® 230, ainsi que la dureté et le module
d’Young des couches obtenue réalisées sur ces substrats pour des conditions de projection
identiques, sont regroupées dans le Tableau D.2-5.
Substrat AISI 304L Haynes ® 230
- 163 -
Zircone yttriée
(massive)
Coefficient de dilatation (µm/(m.°C)) 16,9 11,8 10,3
Conductivité thermique κ (W/(m.°C)) 14,25 8,9 2,2
Diffusivité thermique : κ/ρCp (m 2 /s) 3,75.10 -6 2,42.10 -6 0,66.10 -6
Dureté (GPa) 6,6 ± 1,2 9,2 ± 1,0 12,7 ± 1,4
Module d'Young (GPa) 106 ± 12 139 ± 4 210 ± 15
Tableau D.2-5 : Propriétés thermo-mécaniques des différents matériaux utilisés pour la
mise en forme du couple substrat/revêtement.
La dureté et le module d’Young de la couche sont plus élevés lorsque le revêtement est
déposé sur un substrat Haynes ® 230. Cette différence pourrait s’expliquer par les différences
de dilatation thermique et propriétés thermiques entre les deux substrats qui favoriseraient la
cohésion de la couche sur substrat Haynes ® .
D.2.2.2. Rugosité de surface
Pour étudier l’influence de la rugosité du substrat, un substrat brut (Ra = 0,5 µm), un substrat
sablé avec un Ra contrôlé à 2 µm et un substrat avec un Ra contrôlé à 4 µm ont été utilisés. Ils
ont été au préalable préchauffés à 400°C. Les micrographies de coupes des dépôts obtenus
sont présentées sur la Figure D.2-15.
Il est clairement observable que la rugosité de surface qui a été utilisée, nuit à la construction
homogène du revêtement. Le dépôt se construit sur les pics de rugosité de façon chaotique.
Les particules à l’impact ne semblent pas pouvoir atteindre l’ensemble de la surface du
substrat, notamment au niveau des creux, sans doute à cause d’un phénomène d’ombrage des
pics sur les vallées. Une majorité des particules se dépose sur les pics, ce qui entraîne une
non-homogénéité de la couche sur l’ensemble du substrat. Ce phénomène s’accentue pour les
rugosités les plus élevées. Il semble donc difficile de réaliser une couche cohésive par
projection de suspension sur un substrat présentant une rugosité importante.