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Chapitre IV : La projection par plasma inductif supersonique 219
IV.4 Optimisation des paramètres plasma :
IV.4.1 La projection de YSZ par plasma inductif supersonique : état de l’art pour
l’élaboration d’électrolyte dense:
Depuis une dizaine d’année, de nombreux travaux ont été effectués afin d’élaborer par
projection plasma des dépôts de YSZ denses.
Au sein du Centre de Recherche en Technologies des Plasmas (CRTP) de l’Université
de Sherbrooke, spécialisé en projection par plasma RF, les derniers travaux effectués sur la
projection de dépôt de YSZ en utilisant de la poudre micrométrique comme précurseur (et non
une solution ou une suspension, l’une de leur spécialité) sont ceux de K.Mailhot lors de ses
travaux de maîtrise en 1998. Il a en effet, effectué à cette époque une étude paramétrique
permettant de montrer qu’il était possible d’obtenir des dépôts présentant une porosité de
l’ordre de 2%, mesurée par analyse d’image.
Lors de ces travaux, trois configurations de torches (développées par TEKNA®) ont
été utilisées (les PL50 subsonique et supersonique et la PL35 supersonique). [Mailhot, 1998]
a montré que les dépôts élaborés à l’aide de la PL50 subsonique manquaient de cohésion
(poudre initiale avec un diamètre moyen de 25 µm) mais que cependant l’air en tant que gaz
de gainage permettait d’avoir un bon pourcentage de fusion des poudres et favorisait la
conservation de la zircone sous sa forme cubique.
Dans le but d’augmenter la cohésion et par conséquent la densité des dépôts de YSZ,
des tuyères supersoniques ont été utilisées pour augmenter la vitesse des gaz et par
conséquent la vitesse des particules à l’impact tout en achevant une bonne fusion dans le
plasma RF en amont de la tuyère (poudre initiale de 25 µm de diamètre moyen pour le PL50
et 15µm de diamètre moyen pour la PL35). Une étude paramétrique a été effectuée sur la
distance de projection, la nature du gaz porteur et des gaz plasmagènes et sur la puissance et
elle a permis d’élaborer des dépôts présentant, par analyse d’images, une densité de l’ordre de
99%. Les dépôts étaient élaborés de la manière suivante : préchauffage par position statique
sous la torche d’une durée de 30 secondes avec une puissance plasma de 30kW, projection de
poudre de 30 secondes sans le substrat à 40 kW, projection sur le substrat en position statique
sous la torche de 20 secondes à 40kW, arrêt de la distribution de poudre mais toujours une