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Microstructures et interfaces céramique/métal obtenues par dépôt physique : vers une conception architecturée des systèmes revêtus multi-matériaux. Contribution au contrôle des propriétés des dépôts épais à base de céramique
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Guipont, Vincent |
| Copyright Year | 2013 |
| Abstract | Les travaux resumes dans ce memoire offrent une synthese de l’activite de recherche de Vincent GUIPONT, chercheur permanent ARMINES au Centre des Materiaux (UMR 7633) de MINES ParisTech depuis 1996. Ses travaux s’integrent dans l’activite de recherche « revetements et traitements de surfaces » du C2P (Centre de Competence en Procedes de Projection) au sein de l’equipe SIP (Surfaces-Interfaces- Procedes). Ils constituent une contribution dans le domaine du Genie des Materiaux qui est essentiellement dediee aux depots epais issus de poudre projetee en atmosphere neutre ou reactive grâce a l’emploi d’une enceinte multi-procedes de projection plasma CAPS. Cette contribution est portee par l’etude approfondie des microstructures et interfaces ceramique/metal obtenues par CAPS, et donc on s’interesse necessairement a la maitrise du procede de projection plasma en atmosphere controlee, notamment pour la maitrise de la porosite ou de la reactivite in situ. A ce procede de mise en forme a l’etat liquide sont venus s’ajouter d’autres procedes de projection bases sur d’autres modes de transformations de la matiere. Ce peut etre a l’etat solide dans le cas du procede de projection dynamique par gaz froid ou « cold spray » ou a l’etat gazeux dans le cas du procede EB-PVD. L’ensemble de ces procedes physiques en voie seche offrent de nombreux modes d’elaboration dont certains encore inexplores pour la synthese de revetements multi-materiaux par apport incremental de matiere. Dans cet expose des travaux, on passe en revue les differentes voies d’elaboration exploitees pour la mise au point de microstructures « composites » de depot et des interfaces heterogenes substrat/depot qui en resultent, plus particulierement les interfaces ceramique/metal. Ceci permet d’introduire une approche architecturee des systemes de revetements issus de matiere projetee. Apres une description generale de la thematique, trois parties sont presentees. La premiere traite de la mise-en-oeuvre des structures composites par projection thermique par plasma ou a froid par cold spray en fonction de l’atmosphere controlee et de la reactivite associee. La seconde partie met en avant les caracteristiques et proprietes des depots associees a la nature composite de la microstructure. Enfin, dans la troisieme partie, l’aspect adherence & fissuration est aborde par l’expose des travaux au sujet du developpement de l’essai d’adherence LASAT (Laser Shock Adhesion Test) applique aux depots ceramiques obtenus par depot physique. Dans la premiere partie, l’accent est mis sur l’effet de la pression en projection plasma CAPS (mode HPPS) dont on resume les conditions operatoires a partir d’experimentations sans poudre ou avec poudre pour l’obtention de depot. On introduit alors les differentes voies d’obtention de depots multiphases a base de ceramique selon les transformations subies par la poudre pendant le depot en mode neutre ou reactif, par co-projection ou post-traitement d’impregnation par exemple. La porosite est traitee comme une phase a part entiere ce qui permet d’exploiter une approche « composite » pour les depots CAPS d’une ceramique monophasee poreuse dont on entend exploiter l’architecture du reseau de pores pour les proprietes d’usage. C’est pourquoi dans la seconde partie on aborde les caracteristiques morphologiques des microstructures de depots projetes essentiellement au travers de l’etude 2D et 3D de la porosite de depots plasma ceramiques. L’aspect morphologie 3D (porosite, morphologie de particules deposees) est aussi introduit dans le cas des microstructures de depots cold spray qui sont encore peu etudiees actuellement. De ces connaissances de la distribution de la matiere, une contribution est donnee sur l’estimation et la mesure des caracteristiques et proprietes mecaniques ou electriques pour les differentes microstructures composites elaborees. La troisieme partie est une demonstration de l’essai d’adherence LASAT applique aux depots ceramiques epais par plasma ou EB-PVD. On decrit en premier les modalites de ce nouvel essai et les retombees averees et envisagees du diagnostic de la decohesion interfaciale par la « tache blanche ». Ce diagnostic est introductif a un nouveau mode d’essai LASAT : le LASAT-2D fonde sur la mesure du diametre de decohesion dont on expose dans ce memoire les derniers developpements qui concernent a la fois les aspects experimentaux et numeriques. Ces travaux sur l’adherence permettent de mieux fonder la notion de conception d’interface ou « design d’interface ». Il s’agit de toutes operations visant a modifier les caracteristiques morphologiques, physico-chimiques ou mecaniques d’une interface d’un revetement avant ou apres sa realisation. Ainsi en combinant le « design d’interface » et la mesure de l’adherence par LASAT, on positionne le projet de recherche qui sera dedie a l’elaboration de systemes revetus par voie physique a base de ceramique avec tenue mecanique interfaciale amelioree |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://hal-mines-paristech.archives-ouvertes.fr/tel-01393886/document |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
