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

Chapitre II : Réalisation d’un dépôt céramique par projection plasma – Revue bibliographique
lamelle perpendiculairement au substrat. La vitesse de refroidissement est comprise entre
4.10 8 et 5.10 9 K.s -1 [143].
Au contraire, si la résistance thermique de contact est élevée, le flux thermique n’est plus
unidirectionnel et des microstructures granulaires apparaissent, l’orientation perpendiculaire à
l’interface n’est alors plus la règle [94]. La vitesse de refroidissement de la lamelle est
inférieure à 10 8 K.s -1 [143].
B.4.3. Croissance du revêtement et contraintes
résiduelles
B.4.3.1. Cas de la projection conventionnelle
B.4.3.1.1. Caractéristiques microstructurales des
revêtements
Les revêtements élaborés par projection thermique sont constitués d’un empilement successif
de lamelles plus ou moins fondues. A chaque passage de la pièce à revêtir devant le jet
plasma, des particules sont déposées. Comme la distribution de ces dernières au sein de
l’écoulement est gaussienne, le cordon de projection présente également un profil gaussien ;
ses caractéristiques géométriques dépendent du mouvement relatif torche/substrat (paramètres
cinématiques) et du débit de poudre injectée. Ce mouvement inclut généralement un décalage
de la torche, entre chaque passage de la pièce devant la torche. Il définit le « pas de
projection » qui conditionne le recouvrement des cordons. Il est nécessaire de contrôler ce
recouvrement afin de contrôler le flux thermique apporté à la couche sous jacente. Bernard et
al. (1990) ont préconisé pour la projection de matériaux céramiques un taux de recouvrement
de 50% et une épaisseur par passe maximale de 10 µm [159].
Le revêtement présente une structure lamellaire anisotrope et hétérogène résultant de la
disparité de l’état thermocinétique des particules à l’impact, de leurs modes d’étalement et de
solidification. Des contraintes au sein de la couche provoquent également l’apparition de
fissures (cf. Figure B.4-20). Cette structure présente des pores qui jouent un rôle
prépondérant sur les propriétés mécaniques et thermiques de la couche. Ces pores peuvent
être classifiés en trois catégories [160], [161], [162] :
Les pores globulaires, dus principalement à des défauts de remplissage ou la présence
de particules infondues.
Les pores ou fissures inter-lamellaires, dues principalement à une mauvaise qualité de
contact s entre les lamelles.
Les fissures intra-lamellaires, dues principalement aux contraintes dans la couche.
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