Texte intégral en version PDF - Epublications - Université de Limoges
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Résumé :<br />
L'objectif <strong>de</strong> ces travaux <strong>de</strong> thèse est d'élaborer par projection par plasma <strong>de</strong>s électrolytes <strong>de</strong><br />
zircone yttriée d<strong>en</strong>ses, c'est à dire prés<strong>en</strong>tant une porosité ouverte inférieure à 5% et <strong>de</strong> faible<br />
épaisseur pour les SOFC.<br />
La stratégie expérim<strong>en</strong>tale a été ess<strong>en</strong>tiellem<strong>en</strong>t basée sur l'accélération <strong>de</strong>s particules à<br />
l'impact <strong>en</strong> conservant celles-ci dans un état fondu <strong>en</strong> utilisant trois procédés <strong>de</strong> projection<br />
plasma (plasma d'arc à la pression atmosphérique, sous vi<strong>de</strong> partiel et plasma inductif<br />
supersonique) et l'utilisation <strong>de</strong> particules <strong>de</strong> YSZ fines (-25+5 µm). La caractérisation <strong>de</strong>s<br />
particules à l'impact et <strong>de</strong>s lamelles, a permis <strong>en</strong>suite d'étudier l'influ<strong>en</strong>ce <strong>de</strong>s propriétés<br />
thermocinétiques <strong>de</strong>s particules <strong>en</strong> vol sur la microstructure <strong>de</strong>s dépôts élaborés pour relier<br />
celle-ci à la porosité totale <strong>de</strong>s dépôts et leur conductivité ionique.<br />
L'augm<strong>en</strong>tation <strong>de</strong> la vitesse <strong>de</strong>s particules à l'impact a permis d'obt<strong>en</strong>ir, <strong>en</strong> fonction du<br />
procédé utilisé <strong>de</strong>ux types <strong>de</strong> microstructures prédominantes permettant toutes les <strong>de</strong>ux<br />
d'avoir <strong>de</strong> bons contacts interlamellaires principaux acteurs <strong>de</strong> la conductivité ionique et les<br />
résultats obt<strong>en</strong>us ont montré la possibilité d'élaborer l'<strong>en</strong>semble ano<strong>de</strong>-électrolyte-catho<strong>de</strong><br />
avec un même procédé plasma.<br />
Mots-clés:<br />
Plasma d'arc, plasma d'arc sous vi<strong>de</strong>, plasma inductif supersonique, propriétés <strong>de</strong>s particules<br />
<strong>en</strong> vol, injection <strong>de</strong>s particules, électrolyte, YSZ, SOFC, contacts interlamellaires,<br />
conductivité ionique.<br />
Abstract:<br />
The aim of this PhD work is to elaborate using plasma spraying fine, d<strong>en</strong>se, crack-free<br />
coatings of Yttria Stabilized Zirconia (YSZ) for SOFCs electrolyte.<br />
The experim<strong>en</strong>tal approach has be<strong>en</strong> based on the increase velocities of particles in a molt<strong>en</strong><br />
state upon impact using three plasma spraying processes (Arc plasma spraying, vacuum<br />
plasma spraying and supersonic inductive plasma spraying) and pow<strong>de</strong>r with a fine<br />
granulometry (-25+5µm). In-flight particles and lamellaes characterisations were carried out<br />
to study their influ<strong>en</strong>ce onto <strong>de</strong>posit microstructure and the influ<strong>en</strong>ce of the latter one on their<br />
porosity and ionic conductivity.<br />
Two kinds of microstructure function of spraying process were obtained thanks to the increase<br />
of particle velocities upon impact. Those specific microstructures lead to the increase of the<br />
number of good interlamellar contacts that allows b<strong>en</strong>efiting ionic conductivity. So, in future,<br />
it will be possible to elaborate all the stack (ano<strong>de</strong>-electrolyte-catho<strong>de</strong>) with the same plasma<br />
spraying process.<br />
Keywords:<br />
Arc plasma spraying, Vacuum Plasma Spraying, supersonic inductive plasma spraying, inflight<br />
particles parameters, particles injection, electrolyte, SOFC, YSZ, interlamellar contacts,<br />
ionic conductivity.<br />
Laboratoires<br />
Laboratoires Sci<strong>en</strong>ces <strong>de</strong>s Procédés Céramiques et <strong>de</strong> Traitem<strong>en</strong>ts <strong>de</strong> Surface- Faculté<br />
<strong>de</strong>s Sci<strong>en</strong>ces-123 av. Albert Thomas-87060 <strong>Limoges</strong> Ce<strong>de</strong>x. C<strong>en</strong>tre <strong>de</strong> Recherche <strong>en</strong><br />
Technologies <strong>de</strong>s Plasmas- Faculté <strong>de</strong> Génie-2500 Bd. <strong>Université</strong>-J1K2R1 Sherbrooke, QC,<br />
Ca.<br />
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