Le procédé de projection plasma de suspension : un atout pour la mise en œuvre industrielle de dépôts nanostructurés
La projection plasma de suspension permet d’utiliser des particules de taille nanométrique afin de réaliser des revêtements nanostructurés d’épaisseur comprise entre une dizaine et une centaine de microns sur des pièces industrielles afin d’améliorer leurs propriétés fonctionnelles. Principe et paramètres de fonctionnement de ce procédé.
Figure 1 : Schéma du principe de la projection plasma.
Figure 2 : Schéma de la construction d’un dépôt par empilement successif.
Figure 3 : Schéma de principe de la projection de suspension.
Figure 4 : Schéma général des phénomènes intervenant dans le traitement du liquide chargé dans le jet de plasma.
Figure 5 : Schéma du dispositif de visualisation du procédé.
Figure 6 : Image de la fragmentation d’un jet liquide par un jet de plasma.
Figure 7 : Evolution de la masse volumique d’un plasma d’argon/hydrogène en fonction de la température à la pression atmosphérique.
Figure 8 : Train de gouttelettes dans un écoulement à haute température (3 200 K) sans gradient thermique (à gauche, température uniforme de 3200 K et avec gradient thermique, à droite).
Figure 9 : Revêtement de zircone yttriée sur des substrats de rugosité différente.
Figure 10 : Etalement des particules individuelles de zircone sur un substrat Haynes 230 à deux températures différentes : (230 °C à gauche – 400 °C à droite).
Figure 11 : Architecture d’un revêtement réalisé par projection plasma de suspension de zircone yttriée [27].
Figure 12 : Distribution en taille des pores au sein d’un revêtement d’YSZ réalisé par projection plasma de suspension. Diamètre des particules : 300 nm.
Figure 13 : Images de dépôts de zircone yttriée avec des taux de charge de la suspension différents.
Figure 14 : Module d’Young et dureté de dépôts de zircone yttriée avec différents taux de charge de suspension.
Figure 15 : Images de collecte de lamelles élémentaires de zircone yttriée issues de deux types de suspension.
Figure 16 : Dépôts de zircone obtenus par projection de suspension, a. plasma Ar/He 30/30 Nl/min (tuyère 8mm), plasma Ar/He 45/45 Nl/min (tuyère 8 mm), plasma Ar/He 90/45 Nl/min (tuyère 8 mm), plasma Ar/He 45/45 Nl/min (tuyère 6 mm).
Figure 17 : Variation de la vitesse de croissance des couches projetées en fonction du mode de fragmentation du liquide injecté.
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