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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 - 222 -
Chapitre V : Le système bicouche, solution innovante pour l’optimisation de l’adhérence microstructure de la couche supérieure n’ait pas été développée pour obtenir des propriétés thermiques optimales, elle a néanmoins suffit pour obtenir des valeurs de diffusivité thermique proches des valeurs optimales issues de la littérature. - 223 -
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UNIVERSITE DE LIMOGES ECOLE DOCTORA
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