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

Chapitre II : Réalisation d’un dépôt céramique par projection plasma – Revue bibliographique
Pour la suite, nous distinguons la projection dite « conventionnelle » de poudres
micrométriques et la projection dite « de suspension » de particules nano ou submicroniques.
Ces deux techniques présentent les mêmes « grandes » étapes caractéristiques : injection du
matériau, traitement dans le jet de plasma et, impact et empilement sur le substrat. Mais des
différences interviennent liées à la présence de la phase liquide et à l’impact et l’empilement
des particules nanométriques pour former le revêtement.
B.4.1. Injection du matériau et traitement en vol des
particules
B.4.1.1. Injection des particules au sein de l’écoulement
plasma
B.4.1.1.1. Cas de la projection conventionnelle
En projection dite « conventionnelle », des poudres de granulométrie généralement comprise
entre 5 et 100 µm sont entrainées vers le plasma par le biais d’un gaz porteur (généralement
de l’argon) qui leur transmet une quantité de mouvement suffisante et au moins équivalente à
celle du jet plasma pour qu’elles puissent y pénétrer. Ces particules sont injectées à travers un
injecteur de diamètre interne compris entre 1,2 et 2 mm, afin de réduire la dispersion de la
poudre dans le jet. Le débit de gaz porteur conditionne l’énergie cinétique des particules au
moment de leur interaction avec le plasma et donc leur pénétration dans l’écoulement. La
position de l’injecteur par rapport à la sortie de la tuyère et à l’axe de la torche permet de
sélectionner les zones du plasma dans lesquelles les particules sont injectées et a une
conséquence directe sur leur traitement.
Il a été montré qu’en général, pour des particules céramiques, leur traitement était optimal
pour un angle de déviation moyen des trajectoires des particules de l’ordre de 3-4° par rapport
à l’axe de la torche [84]. Il convient donc d’ajuster les paramètres d’injection (débit de gaz
porteur, diamètre de l’injecteur et position) pour obtenir la trajectoire (cf. Figure B.4-1),
l’accélération et le temps de séjour optimaux [85], [86]. Néanmoins, le gaz porteur froid, peut
engendrer des perturbations de l’écoulement plasma [87] et une perte de rendement de
projection [88] si son débit massique dépasse environ 10% du débit massique de l’écoulement
plasma.
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