Fenech, Justine. Nouvelles compositions de revêtements de zircone substituée (Y, La, Sm, Er) élaborés par la voie sol-gel : application aux barrières thermiques multicouches

Résumé en francais

Ces travaux de thèse ont pour objectif de démontrer les potentialités qu'offre la voie sol-gel pour élaborer des revêtements à base de zircone pour des applications haute température de type barrière thermique. Ce procédé bas coût en phase liquide, associé au procédé de mise en forme par trempage-retrait, a été choisi car il possède l'avantage d'induire une structure à porosité isotrope contrairement aux deux procédés physiques utilisés dans l'industrie (projection plasma et EB-PVD) et de produire aisément des revêtements multicouches d'oxydes d'une grande pureté dont la stœchiométrie peut être contrôlée. Des revêtements de zircone yttriée (YSZ) mis en forme par dip-coating à partir de poudres de zircone dopée 9,7%mol. YO1,5 dispersées dans un sol de même nature puis traitées à 950°C, présentant la phase quadratique métastable t', homogènes, et parfaitement adhérents à des substrats métalliques base nickel de type NiCrAlY ou (Ni,Pt)Al, ont été obtenus. L'optimisation de ces revêtements est due à la réduction granulométrique des particules YSZ, à partir d'un nouveau mode de séchage du gel précurseur de zircone : le séchage supercritique. Les résultats obtenus montrent par ailleurs qu'il est possible d'ajuster la morphologie finale du revêtement en modifiant la température de calcination des poudres YSZ. En vue d'accroître l'isolation thermique des systèmes barrière thermique, tout en maintenant une bonne accommodation des contraintes thermomécaniques, des revêtements épais multicouches composés de poudres de zircone yttriée et de zircone dopée samarium ou erbium (couches surfaciques) élaborés par la voie sol-gel, ont également été élaborés. Enfin des essais préliminaires ont consisté à tester des barrières thermiques YSZ en oxydation cyclique ainsi qu'à l'exposition à de polluants silicateux (oxydes de type CMAS) afin d'évaluer les modes de dégradation.