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.2.2.3. Conclusion<br />
Comme l’ont démontré plusieurs auteurs, la température du substrat est un élément clé de<br />
l’adhérence d’une couche réalisée <strong>par</strong> <strong>projection</strong> thermique. L’étalement des lamelles est liée<br />
à leur mouillabilité et leur vitesse de refroidissement qui sont liées à l’interaction lamellesubstrat<br />
et la nature du matériau. Pour le couple zircone/Haynes ® 230, il a été établi que la<br />
température du substrat devait être au moins égale a 400°C, en com<strong>par</strong>aison au 200°C<br />
nécessaire pour les substrats AISI 304L. De plus, les propriétés mécaniques (dureté et module<br />
d’Young) des couches déposées <strong>sur</strong> ce type de substrat sont supérieures à celles déposées <strong>sur</strong><br />
les substrats AISI 304L. Cette différence peut s’expliquer <strong>par</strong> les différences de propriétés<br />
thermiques entre les deux types de substrats.<br />
La rugosité de la <strong>sur</strong>face du substrat affecte notablement l’architecture des couches et est<br />
néfaste à la construction d’un <strong>revêtement</strong> homogène et donc à sa cohésion. Un effet<br />
d’ombrage des pics de rugosité <strong>sur</strong> les creux produit des variations importantes de l’épaisseur<br />
de la couche. Cette effet est amplifié <strong>par</strong> l’augmentation d’épaisseur du <strong>revêtement</strong> et entraine<br />
une perte totale de la cohésion de la couche.<br />
Dans l’optique d’une industrialisation du procédé, cette observation confirme que les substrats<br />
ne doivent pas être sablés, même légèrement, avant utilisation. Il faut noter que la même<br />
remarque avait déjà été faite au vu de l’épaisseur des substrats, la crainte étant alors la<br />
déformation du substrat de faible épaisseur sous l’impact du jet d’abrasifs même à faible<br />
pression.<br />
D.2.3. Optimisation de l’injection<br />
Pour cette étude, les <strong>par</strong>amètres de <strong>projection</strong> optimaux décrits précédemment ont été retenus.<br />
Un mélange de gaz <strong>plasma</strong>gène ternaire Ar/He/H2 avec des débits respectifs de 45, 45 et 3<br />
Nl/min et une enthalpie massique de 20 kJ/g a été utilisé. Le diamètre de la tuyère a été fixé à<br />
6 mm et la distance de <strong>projection</strong> à 40 mm. Les substrats utilisés sont en Haynes ® 230 et<br />
préchauffés avant la réalisation du dépôt à une température de 400°C. Le diamètre de<br />
l’injecteur est de 250µm.<br />
D.2.3.1. Position de l’injecteur et pression d’injection<br />
Afin d’optimiser l’injection et le traitement thermocinétique des <strong>par</strong>ticules en vol, une série<br />
d’expérience a été menée en faisant varier la position de l’injecteur et la pression d’injection.<br />
L’injecteur a été placé soit au dessus de l’axe de la torche pour effectuer une injection dite de<br />
« haut en bas », soit au dessous de cet axe pour effectuer une injection dite de « bas en haut ».<br />
La pression au sein du réservoir de stockage de la suspension était comprise entre 0,25 et 0,65<br />
MPa, afin d’atteindre plus ou moins à cœur les zones chaudes et rapides de l’écoulement<br />
<strong>plasma</strong>. Cependant, il faut noter que cette variation de vitesse d’injection est faible en<br />
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