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

Chapitre IV : Développement et optimisation de la sous-couche nanostructurée
D.4. Compréhension des mécanismes d’adhérence
L’étude bibliographique (cf. chapitre II (B.5)) a rappelé les différents mécanismes
d’adhérence qui peuvent intervenir pour des revêtements réalisés par projection plasma. Pour
identifier ceux rentrant en jeu lors de la projection de suspension de zircone yttriée sur un
substrat Haynes ® 230, plusieurs tests ont été menés.
D.4.1. Evolution de la surface lors du préchauffage
Comme nous avons pu le voir précédemment, le préchauffage des substrats influence la
qualité de l’adhérence du revêtement qui s’améliore au-delà de la température de transition.
Plusieurs explications ont été données pour cette température de transition : désorption des
absorbats et condensats, modification de la mouillabilité goutte/substrat. Cedelle et al. (2006)
[154] ont montré que l’oxydation très superficielle du substrat (quelques nanomètres) à cette
température modifierait sa topographie de surface en créant une rugosité à l’échelle
nanométrique qui favoriserait l’étalement des gouttes à l’impact.
Pour comprendre l’influence du préchauffage sur la surface du substrat, deux types de
caractérisation ont été menés : une observation par AFM pour étudier l’évolution de la
topographie de surface, une analyse par XPS pour obtenir des informations sur la composition
chimique de la surface et son éventuelle évolution.
D.4.1.1. Etude AFM
L’étude AFM a porté sur des substrats Haynes ® 230 polis (Ra, de l’ordre de 0,02 µm) utilisés
à la température ambiante ou chauffés à 400°C et 850°C. Les résultats sont présentés sur la
Figure D.4-1.
Pour une température de préchauffage de 400°C, température de transition du couple Haynes
230/zircone, une modification de la topographie de surface est observable. Cependant, les
paramètres de rugosité, Ra et Sk, ne varient que légèrement (cf. Tableau D.4-1).
- 189 -