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

Chapitre V : Le système bicouche, solution innovante pour l’optimisation de l’adhérence
Avant traitement thermique, la diffusivité thermique des systèmes bicouches réalisés avec la
MAP n°8 (en une seule phase) est supérieure à celle des systèmes bicouches réalisés avec la
MAP n°6 (en deux 2 phases). La procédure de déposition utilisée avec la MAP n°8 permet de
limiter les contraintes à l’interface des deux couches et d’améliorer l’adhérence. Cependant,
les fissures engendrées par ces contraintes à l’interface peuvent augmenter la résistance
thermique à l’interface et diminuer la diffusivité thermique, comme cela est observé pour les
bicouches réalisés avec la MAP n°6.
Après vieillissement, la diffusivité thermique augmente. Cette augmentation s’explique par un
grossissement des grains et des pores et une diminution du nombre de fissures. Les
diffusivités thermiques des systèmes bicouches réalisés avec la MAP n°6 et la MAP n°8 sont
similaires après traitement thermique. Ceci confirme que la faible diffusivité thermique des
dépôts réalisés avec la MAP n°6, pourrait par le plus grand nombre de fissures longitudinales
au substrat à l’interface entre les deux couches de zircone.
E.3.4. Conclusion
Le vieillissement des systèmes dans des conditions proches de celles de l’utilisation envisagée
engendre leur densification et une diminution du taux de fissuration, ce qui permet
d’améliorer l’adhérence mais entraine une augmentation de la conductivité thermique des
systèmes bicouches. Elle reste cependant conforme au cahier des charges (cf. A.2.2.2).
E.4. Conclusion
Cette étude a montré la faisabilité de réaliser un système bicouche, constitué d’une sous
couche nanostructurée de 60 µm d’épaisseur et d’une couche microstructurée de 450 µm
d’épaisseur, adhérent sur un substrat lisse. L’adhérence entre la couche microstructurée et la
couche nanostructurée résulte de liaisons chimiques et d’un ancrage mécanique. En effet,
l’impact des particules micrométriques érode la sous-couche et crée une rugosité de surface
permettant l’ancrage mécanique. De plus, la composition chimique des deux couches facilite
une liaison cristallographique.
Les phases d’impact et d’étalement des particules micrométriques sur la sous couche doivent
être contrôlées pour limiter les contraintes pouvant engendrer des fissures longitudinales le
long de l’interface entre les deux couches. Le vieillissement thermique du système bicouche
maintenu 50 heures à 850°C entraine la diminution des fissures interfaciales et l’amélioration
de l’adhérence. Il confirme également la nécessité de la maitrise des contraintes lors de la
réalisation de la projection de la couche microstructurée.
Un autre point à noter concerne la diffusivité thermique du système bicouche. En effet, la
couche nanostructurée permet de diminuer la valeur globale du bicouche. Bien que la
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