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Chapitre I : Etude bibliographique 39
est supérieure à TT. Pour les particules céramiques comme la zircone ; elles dépassent
largement la résistance en tension du matériau et sont relaxées par une
microfissuration au sein de chaque lamelle. Notons également que lors de
l’empilement des lamelles ces contraintes s’additionnent.
Dans le cas de particules non fondues mais encore dans un état plastique, une
déformation plastique est induite à la surface du substrat par une mise en compression
de celui-ci (Figure I-9 b) mais la contrainte de trempe induite dans la particule est
plus faible. Ceci souligne bien l’importance de la vitesse des particules avant
l’impact.
Les contraintes thermiques σth sont dues à la différence existant entre le coefficient de
dilatation du dépôt et celui du substrat ( ce sont des contraintes en tension ou en
compression). σth= Ed * ∆T *(αs - αd) où (αd et αs sont respectivement les
coefficients de dilatation thermique du matériau projeté et du substrat en K -1 , Ed le
module d'Young du dépôt en GPa, ∆T: la différence de température entre la
température moyenne du dépôt et l’ambiante en K). Si αs > αd (cas des céramiques sur
un substrat métallique), la contrainte thermique est une contrainte de compression. Si
αs < αd, la contrainte thermique est une contrainte de tension .
Les contraintes structurales. Elles sont engendrées par des changements de phase du
matériau accompagnés d'une variation de volume (comme le passage de la zircone de
la phase quadratique à la phase monoclinique). Quand le volume augmente, il y a
apparition de contraintes de compression dans le substrat. Tandis que ce sont des
contraintes de tension qui sont générées quand le volume diminue. D’une manière
générale, elles ont un effet catastrophique sur le dépôt et doivent être évitées.
Les contraintes résiduelles sont égales à la somme de toutes ces contraintes, elles sont
souvent principalement dues à la contribution thermique qui est pratiquement toujours
proportionnelle à la chute finale de température. Pour les céramiques, elles se relaxent par
micro fissuration perpendiculairement aux splats et macrofissuration perpendiculaire ou
parallèle (ou les deux) au substrat.
Ceci est nuisible à l’obtention de dépôts imperméables aux gaz et c’est pour cela qu’il
est important d’essayer de limiter autant que faire se peut l’apparition de contraintes