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

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Conclusion générale
transition pour le couple Haynes ® 230/YSZ ce qui implique de préchauffer le substrat au
moins à cette température avant de commencer la projection.
Une difficulté qui s’est révélée au cours de l’étude a été la mesure, au moins relative de
l’adhérence de cette sous-couche. En effet, les techniques conventionnelles pour couches
épaisses ou couches minces ne conviennent pas à ces couches d’épaisseur intermédiaire (30 à
90 µm) et de structure particulière. Cette difficulté a été levée par l’emploi de la technique,
appelée Vickers Indentation Cracking Test. Elle consiste à effectuer une empreinte Vickers au
cœur du substrat et de se servir de la déformation plastique associée pour engendrer une
fissure à l’interface substrat/revêtement. Elle a permis de relier les paramètres de projection à
l’adhérence des couches.
Différentes études ont aussi été réalisées pour essayer d’identifier les mécanismes
d’adhérence régissant la liaison entre la couche et le substrat. Les micrographies MEB ont
semblé permettre d’écarter l’adhérence mécanique. Des analyses au MET en mode haute
résolution et au STEM ont également permis d’écarter une croissance épitaxiée entre les deux
matériaux. Cependant, ces analyses couplées à des analyses XPS du substrat après
préchauffage semblent montré que le principal mécanisme d’adhérence serait associé à la
mouillabilité du substrat oxydé (présence d’oxydes de nickel et de chrome en surface) par la
zircone fondue.
Le second volet de ces travaux s’est s’intéressé à la construction de la couche
microstructurée, à sa liaison avec la sous-couche et au vieillissement thermique du système
bi-couche. Ce vieillissement a été réalisé en maintenant les dépôts pendant 50h à 850°C.
Il s’est tout d’abord avéré que la réalisation de la couche microstrucutrée par
projection de particules de taille micrométrique engendrait une érosion de la couche de
zircone nanostructurée qui lui sert de sous couche et une modification de la topographie de la
surface de cette dernière. L’adhérence entre les deux couches avec pratiquement la même
composition chimique ne serait donc pas seulement cristallographique, comme envisagé au
début de l’étude mais également mécanique. Les essais ont ensuite porté sur l’optimisation de
l’adhérence du bicouche en étudiant l’influence des paramètres des particules à l’impact, de la
température de préchauffage et de la cinématique torche-substrat. Avec les conditions définies
comme les meilleures conditions de tir (mélange plasmagène binaire Ar-H2 et projection
réalisée à l’aide d’un bras robotisé), l’adhérence du bi couche a atteint des valeurs de
quasiment 70 MPa.
Il est apparu, lors des mesures d’adhérence par traction, que la rupture s’effectuait à
l’interface des deux couches de zircone et pouvait être sans doute être attribuée à des fissures
longitudinales se développant à proximité de l’interface. Cette hypothèse parait confirmée par
l’essai de vieillissement thermique de la structure qui a montré qu’après un cycle thermique,
une modification structurale des couches apparaissait avec la disparition quasi-totale de ces
fissures et que les valeurs d’adhérence atteignaient alors quasiment 70 MPa.