Modulation des microstructures de revêtements réalisés par projection plasma

Contexte :

Ce post doctorat se place dans le cadre d’un projet dédié à l’étude du comportement de céramiques projetées plasma avant et après sollicitations dynamiques (CAPRIC DYN). Le projet CAPRIC DYN s’inscrit dans le contexte des revêtements céramiques à haute performance pour des applications telles que la protection de composants placés dans la chambre d’expérience du laser MégaJoule (LMJ), la protection de composants de satellites spatiaux, les revêtements barrières thermiques… Il s’intéresse à un domaine encore peu exploré pour ces revêtements : leur comportement quand ils sont soumis à des sollicitations mécaniques instationnaires dans une large gamme de vitesse et aux mécanismes de fracturation engendrés par ces sollicitations. Comme les propriétés de ces couches céramiques sont intimement liées à leur microstructure (porosités, micro-fissures résiduelles, structure lamellaire ou colonnaire) et aux contraintes résiduelles générées par les étapes de préparation, le projet vise à étudier le lien qui existe entre la microstructure des revêtements et leur résistance mécanique. Cela permettra d’optimiser les paramètres de la structure céramique pour répondre à des sollicitations particulières. Les travaux du post doctorat constituent une brique essentielle du projet et conduiront à de fortes interactions avec les autres partenaires.

Objectif :

Dans l’étape 1, l’objectif sera l’évaluation des torches plasma de nouvelle génération en réalisant des revêtements avec des microstructures variées et originales, à partir de la projection plasma en voie sèche, en voie liquide (procédé émergeant au niveau industriel) et en voie hybride. Il s’agira de générer différentes microstructures et d’alimenter en échantillons les partenaires du projet s’intéressant à la caractérisation dynamique des matériaux. Des matériaux à gradient de microstructure (évolution du taux de porosité/de l’architecture) seront ensuite envisagés. Les propriétés des particules en vol seront évaluées de façon à fournir des données expérimentales aux partenaires traitant les parties modélisation.

Dans l’étape 2, les revêtements seront caractérisés, notamment en termes de microstructure à différentes échelles (taux de porosité, micrographies, squelette de la matrice céramique), afin d’établir des corrélations entre les paramètres de projection, les propriétés des particules en vol et les propriétés des revêtements. Des caractérisations thermomécaniques sont également prévues. Enfin, dans l’étape 3, les mêmes matériaux seront à nouveau analysés après sollicitations dynamiques, en lien avec les partenaires.

CENTRE

Le Ripault
BP 16 – 37260 Monts
02-47-34-40-00

CONTACT

QUET Aurélie
aurelie.quet@cea.fr
CHUPIN Sylvain
sylvain.chupin@cea.fr