Alain DENOIRJEAN Dépôts céramiques en Couches minces

165 Pages·2010·11.02 MB·French

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Alain DENOIRJEAN
Chargé de Recherche CNRS
Animateur du Réseau Plasmas Froids
Jet de plasma thermique
Section 10
UMR CNRS 6638
INSIS
Vue AFM 3D d’une zone
Institut des sciences de l'ingénierie et
des systèmes (INSIS) centrale de lamelle d’Alumine
Injection de suspension de
poudre nanométrique
Dépôts
Jet de poudre en fusion
céramiques
en Couches
minces
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z : 95 nm
Procédé max
m
µ
sol gel 5 Procédé
y :
LECBD
x : 5 µm
Organisation structurale
multiéchelle des matériaux
Resp. : [email protected]
Procédé
SPCTS
Injection
jet d’encre
Procédés de
céramique
Procédés
traitements
Céramiques
Capacitor
de surface
Electrostatic actuation
Resp. : fabrice.ros
Resp. : alain.de
Al O layer
[email protected] 2 3
[email protected] (cantilever configuration)
Al O
2 3
200 nm gold
gold
Al O layer
2 3
(bridge configuration)
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Introduction
Procédé de Projection
Thermique
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(cid:1) Apporte la/les fonctions à l’endroit sollicité
(cid:1) Propriétés de surface„ „„„ cœur
(cid:2) Raisons techniques
(cid:2) Réduction des coûts (apport optimisé de matériaux à forte
valeur ajoutée)
(cid:1) Procédé flexible
(cid:2) Mise en oeuvre de tous matériaux dont leD DDD (T ; T ) > 300 K
fus vap
(cid:2) Fort rendement ⇒⇒⇒⇒ épaisseur importante qq 10 µm à qq mm
(cid:2) Source de chaleur relativement séparée du substrat
(cid:2) Réactivité // à l’évolution des propriétés d’usage requises
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(cid:1) Allégement des structures
(cid:2) Choix des matériaux (Céramiques, Métaux, Cermets)
(cid:2) Adaptation des microstructures (mono couche, mutli-
couches, gradient de composition, porosité, structure de
croissance, …)
(cid:1) Traitement directionnel
(cid:2) Traitement localisé (masquage)
(cid:2) Nécessite robot pour géométrie complexe
(cid:1) Développement durable
(cid:2) Réduction de consommation de matières premières
(cid:2) Réduction du coût énergétique
(cid:2) Impact modéré sur environnement (procédé voie sèche)
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(cid:1) Nécessite une préparation de surface préalable
(cid:2) Décapage, nettoyage
(cid:2) Création d’une rugosité (sablage) Ra 3 à 5 µm
(cid:2) Utilisation d’interface (sous-couche métallique, couche
d’oxyde par prétraitement)
(cid:1) Post traitement
(cid:2) Amélioration de l’état de surface (rodage)
(cid:2) Ajustement des cotes
(cid:2) Bouchage des porosités
(cid:1)
Principales charactéristiques
(cid:2) Niveau de contrainte possible du revêtement voir du substrat
(HVOF)
(cid:2) Phase cristallographique métastable possible
(cid:2) Porosité interconnectée (céramique)
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DDiifffféérreennttss pprrooccééddééss ddee pprroojjeeccttiioonn tthheerrmmiiqquuee uuttiilliissééss ddaannss ll’’iinndduussttrriiee
Thermal
Cold Spray
Spray
Electric
Combustion Plasma
Wire-Arc
Wire Powder Air Chamber Air Chamber
APS
Flame Shroud Shroud
D-Gun Vacuum VPS Vacuum
HVOF Inert Inert
Wire : fil
Underwater
Wire arc : Arc fil
Shroud : gainage / prolongateur
Powder : poudre
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Applications
Répartition des 615 M euros de l’activités de dépôt
(source : Etude MAGETEX) M. Ducos ITSC 2002
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Répartition estimée des unités de projection en Europe par techniques
(MAGETES – M. Ducos ITSC 2002)
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DDééppôôtt ppllaassmmaa ssuurr ttuurrbbiinnee ppoouurr rrééaacctteeuurr dd’’aavviioonn
FAN LOW PRESSURE HIGH PRESSURE COMBUSTOR TURBINE
COMPRESOR COMPRESOR
Mid Span Support
Air Seals Combustion
Turbine Blade
Chamber
Shroud Notch
Liner
Root Section Guide
Vanes
Turbine
Compressor Blade
Hub Airfoil
Seal Seats,
Spacers,
Bearing
Housings &
Liners
Compressor
Hub Bushing
Oil Tubes Boss
Compressor Cover & Sleeve
Blade Airfoil
Outer Casing Fuel Nozzle Nut/Pin Turbine Blade
Courtesy of Sulzer Metco
& Stator Snap Diameter