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50 Chapitre I : Etude bibliographique
I.4.3 Projection par plasma d’arc :
Gaz plasma
Cathode
Injecteur de
poudre
Anode
Jet de plasma en
extinction
PROJECTION
PLASMA
Substrat
Gaz chauds jet de poudre
Lam elle
écrasée
Dépôt
Figure I-11 : Schéma de principe de la projection par plasma d’arc soufflé
L’arc éclate entre une cathode en tungstène thorié (2% de thorine en masse) et une
tuyère anode en cuivre. Les deux électrodes sont refroidies par une circulation d’eau sous
pression (1.5 à 2 MPa) pour évacuer l’énergie thermique fournie par l’arc à leurs surfaces. Le
plus souvent les électrodes sont cylindriques et coaxiales. L’arc est soufflé et confiné par le
canal de l’anode ainsi que par l’écoulement de gaz plasmagène dont une partie s’échauffe et
s’ionise au contact de la décharge afin de former le jet de plasma.
Les particules constituant ultérieurement le dépôt sont injectées soit en sortie de
l’anode généralement perpendiculairement à l’axe du jet, soit à l’intérieur de l’anode mais en
aval du pied d’arc où elles sont accélérées et fondues si possible avant qu'elles ne viennent
s'écraser sur le substrat où elles forment un dépôt ayant une structure lamellaire.
Les jets de plasma d’arc produits peuvent atteindre des températures allant de 8000K
à 15000 K pour des enthalpies massique allant de 10 4 kJ/kg à 10 8 kJ/kg. Ces jets quittent la
torche animés d’une grande vitesse (500 à 2500 m/s). [Fauchais et al, 2001-a], [Planche,
1995], [Coudert et al, 1996]