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

Chapitre II : Réalisation d’un dépôt céramique par projection plasma – Revue bibliographique
B.5. Adhérence d’un revêtement réalisé par projection
plasma
Il convient de différencier deux mots, « adhérence » et « adhésion », qui se traduisent en
anglais par le même mot « adhesion » mais qui n’ont pas la même signification.
En effet, l’adhésion représente l’ensemble des phénomènes physico-chimiques contrôlant la
liaison de la surface de 2 matériaux en contact. Cette liaison est assurée par des forces
s’exerçant à l’interface entre les deux matériaux [166]. On distingue les forces électrostatiques
(liaison de Van-Der-Waals), les forces d’accrochage chimique (liaisons covalentes,
métalliques), les forces de diffusion (interaction métallurgique), les forces d’accrochage
mécanique (ancrage) ainsi que les phénomènes de mouillabilité [94], [167], [168].
L’adhérence, quant à elle, caractérise la résistance à la rupture de l’interface entre les deux
matériaux. C'est-à-dire la force ou le travail qu’il faut fournir au système adhérent pour
séparer les deux constituants.
L’adhérence et l’adhésion sont donc deux notions différentes mais complémentaires.
L’adhérence caractérise la tenue d’un ensemble de deux matériaux maintenus solidaires par
adhésion.
Dans le cas de la projection thermique, notamment pour la réalisation de barrières thermique,
les liaisons mises en jeu interviennent généralement entre un métal (superalliage MCrAlY, par
exemple) et une céramique (YSZ ou Al2O3).
La liaison céramique-métal, étudiée depuis plusieurs décennies dans différents domaines
d’application, met en jeu plusieurs phénomènes et peut être expliquée par trois mécanismes :
la liaison mécanique
la liaison physique
la liaison chimique
La liaison mécanique est assurée par les irrégularités de surface par ancrage des particules
céramique lors de leur solidification dans ou autour des aspérités du métal. Il s’agit d’un
principe d’assemblage type tenon-mortaise qui peut engendrer une adhérence très élevée.
Cependant, l’écart entre les coefficients de dilatation des deux matériaux peut créer un champ
de contraintes important à l’interface.
Une liaison physique peut résulter de forces de Van der Waals avec des phénomènes
d’adsorption physique. Ce type de liaison entre en jeu lorsque plusieurs atomes se lient sans
réaction chimique. Cependant les interactions de Van der Waals sont trop faibles pour
expliquer à elles seules l’adhérence d’une céramique sur un métal. La mouillabilité entre les
matériaux et l’énergie de surface (tension superficielle) peuvent également intervenir. En effet
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