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

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Chapitre V : Le système bicouche, solution innovante pour l’optimisation de l’adhérence L’influence de la granulométrie de la poudre et du mode de réalisation du bicouche (en une ou deux étapes) sur la dureté des revêtements est présentée dans le Tableau E.2-5. Les dépôts ont été réalisés pour une température de projection de 400°C. Cependant aucune différence significative n’est observée entre les différents échantillons. Du fait de la température de préchauffage plus élevée, les contraintes de trempe sont plus faible et le taux de fissuration dans la couche également. Du fait de la densité des couches relativement proches les couches possèdent les mêmes propriétés mécaniques. Enceinte de projection Type de poudre - 214 - Dureté Vickers (HV0,3) Erreur (%) MAP n°6 Medicoat 22-45 µm 765 3,39 MAP n°6 H.C Starck 5-25 µm 775 4,38 MAP n°8 H.C Starck 5-25 µm 804 2,74 Tableau E.2-5 : Influence de la granulométrie de la poudre et du mode de réalisation de la couche sur sa dureté. E.2.4. Influence sur les propriétés thermiques La diffusivité thermique a été mesurée selon la méthode décrite dans le chapitre III (cf. C.8) : les différentes couches ont été étudiées séparément avant l’étude du système bicouche. La Figure E.2-12 présente la diffusivité thermique de la couche nanostrucutrée (épaisseur ∼ 60 µm), de la couche microstructurée (épaisseur ∼ 450 µm) et du système bicouche (épaisseur ∼ 510 µm). Diffusivité thermique (mm 2 /s) 0,5 0,45 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 couche nanostructurée seule système bicouche couche microstructurée seule 50 100 150 200 250 Température (°C) Figure E.2-12 : Diffusivité des différentes couches mesurées par méthode flash en face arrière. La couche microstructurée a été réalisée avec un mélange de gaz plasmagène binaire à une distance de projection de 100 mm.
Chapitre V : Le système bicouche, solution innovante pour l’optimisation de l’adhérence Il faut noter que les valeurs de la diffusivité thermique sont pratiquement identiques quelles que soient les paramètres de projection de la couche microstructurée et une seule valeur est donc présentée pour chacune des couches et pour le système bicouche. La différence de porosité et de cohésion intergranulaire, c'est-à-dire les aires de contact réelles entre les grains, entre les revêtements obtenus avec les mélanges de gaz plasmagènes binaire et ternaire n’influence pas suffisamment les transferts thermiques par convection (dans les pores) et par conduction (aux joints de grains) comme décrit dans le chapitre II (cf. B.6). La conductivité thermique a été déduite à des valeurs de la diffusivité selon l’équation (E–1) : (E–1) - 215 - th κ = ρ ⋅ C où αth est la diffusivité du matériau (m 2 /s), κ sa conductivité thermique (W.m -1 .K -1 ), ρ sa masse volumique (kg/m 3 ) et Cp sa chaleur spécifique (J.kg -1 .K -1 ). Les valeurs de la chaleur spécifique [209] et la masse volumique [210], pour chaque température, sont les valeurs issue de la littérature (cf. Tableau E.2-6) pour de la zircone massive. Ces valeurs peuvent être différentes de celle des revêtements étudiés mais elles permettent d’avoir une valeur approximative de la conductivité thermique. T (°C) α Cp (J/g/°C) [209] ZrO2 p ρ (g/cm 3 ) [210] 50 0,47278 6,0962 100 0,50061 6,0898 150 0,5228 6,0832 200 0,54054 6,0765 250 0,5528 6,0696 Tableau E.2-6 : Variation de la chaleur spécifique et de la masse volumique de la zircone avec la température. Valeurs issues de la littérature pour la zircone massive. Les valeurs de la conductivité thermique obtenues à partir de l’équation E–1, sont présentées sur la Figure E.2-13. La conductivité thermique est de l’ordre de 1,4 W.m -1 .K -1 pour la couche microstructurée, entre 50 et 250°C, et d’environ 1 et 0,1 W.m -1 .K -1 , respectivement, pour le système bicouche et la couche nanostructurée (cf. Figure E.2-13).
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