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

Chapitre V : Le système bicouche, solution innovante pour l’optimisation de l’adhérence
Conductivité thermique (W/m/K)
1,4
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
couche nanostructurée seule
système bicouche
couche microstructurée seule
50 100 150 200 250
Température (°C)
Figure E.2-13 : Variation de la conductivité thermique des couches avec la température.
La couche nanostructurée possède une valeur de conductivité proche de celle donnée dans la
littérature [164] pour une projection de suspension de zircone yttriée. Par contre, la valeur
obtenue pour la couche microstructurée est supérieure à celles données dans la littérature (de
l’ordre de 0,8 à 1 W.m -1 .K -1 ) pour ce type de couche [14]. En effet, les conditions de
projection de cette couche n’ont pas été établi dans le but d’optimiser la conductivité
thermique mais d’optimiser l’adhérence du système bicouche. Néanmoins, la valeur globale
du système est de l’ordre de 1 W.m -1 .K -1 . Le système se comporte comme une association en
série de deux résistances thermiques donc celle la plus proche du substrat a la plus forte
valeur. Il est donc envisageable en optimisant l’architecture de la couche microstructurée
d’obtenir des valeurs de conductivité inférieures à celles des barrières thermiques
conventionnelles.
E.2.5. Conclusions
L’adhérence du système bicouche dépend, entre autres, de l’interface entre les deux couches
et de l’interface entre la couche nanostructurée et le substrat. Une adhérence par liaison
cristallographique était attendue entre les deux couches de zircone. Cependant, des contraintes
et notamment celles de trempe engendrent des fissurations longitudinales le long de
l’interface. Une augmentation de la température de préchauffage et de déposition à 400°C a
permis de limiter les problèmes de fissuration en diminuant les contraintes de trempe.
Cependant, il est également nécessaire d’optimiser la cinématique torche/substrat et la
variation de température de dépôt pendant la procédure d’élaboration du bicouche.
L’utilisation d’un bras robotisé pour réaliser successivement la sous-couche nanostructurée
puis la couche microstructurée en une seule étape permet d’améliorer l’adhérence du
bicouche.
La conductivité thermique globale des bicouches est de l’ordre de 1 W.m -1 .K -1 ; elle est
proche des valeurs les plus basses publiées dans la littérature (environ 0,8 W.m -1 .K -1 ) pour les
barrières thermiques. Cette valeur est obtenue grâce à la conductivité thermique de la sous-
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