Texte intégral en version PDF - Epublications - Université de Limoges

Chapitre II : Dispositifs expérimentaux et Méthodologie 75
par le rayonnement du plasma ou positionner celui-ci de manière à ce que le plasma
n’interfère pas. Il convient également de choisir des créneaux de longueur d’onde permettant
de s’affranchir de l’absorption par le CO2 ou la vapeur d’eau.
II.2.2.2 Mode de refroidissement du porte substrat :
Les modes de refroidissement des porte-substrats utilisés lors de ces travaux ont été
déterminés en fonction des dispositifs disponibles dans les différents laboratoires où ont été
effectuées les expériences.
• Utilisation d’une circulation d’eau glacée :
Un porte substrat refroidi à l’eau glacé permet d’éliminer une partie de la chaleur
apportée par le jet de plasma et la chaleur latente des particules et de maintenir le substrat à
une température de l’ordre de 200°C pendant la phase de projection. Ce type de
refroidissement a été utilisé pour les expériences réalisées en projection par plasma inductif et
pour la moitié des expériences réalisées en projection par plasma d’arc. Il convient cependant
de noter que lors de la projection de zircone à faible conductivité thermique des gradients de
température importants sont générés dans le dépôt dont la température peut atteindre 1000°C
pour 400µm d’épaisseur.
• Utilisation de buses cryogéniques :
Ce type de réfrigération est assurée par la pulvérisation d’argon liquide. Son
fonctionnement est délicat et pose des problèmes de stabilité avec une température
d'évaporation du liquide très proche de la température de stockage du liquide (4K de
différence). Il suffit donc de très peu de calories supplémentaires pour évaporer l'Argon. Ces
calories proviennent des circuits de transport du liquide et du gaz d'atomisation nécessaire à la
fragmentation de la nappe liquide en gouttelettes (ce sont ces dernières qui sont efficaces pour
la réfrigération).
Le contrôle de la pulvérisation dépend, de la multiplication des pulvérisateurs, de
l'élimination de la phase vapeur le plus près possible des pulvérisateurs. de la géométrie des
pulvérisateurs, des pressions et débits des gaz liquéfiés et des gaz d'atomisation.
Ce type de refroidissement a été utilisé pour la réalisation de dépôts par plasma d’arc
dans une configuration industrielle.