Caractérisation, évaluation et optimisation de systèmes barrière thermique industriels. Applications aux turbines à gaz

Characterization, evaluation and optimization of industrial thermal barrier coating systems. Applications to gas turbines

• Auteur / Autrice : Fabrice Crabos
• Direction : Bernard Pieraggi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Science des matériaux
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT

Mots clés

Mots clés contrôlés

Croissance cristalline

Dépôt chimique en phase vapeur activé par plasma

Hautes températures

Zircone -- Couches minces

Résumé

Ce travail s'est place dans un cadre general d'evaluation de systemes barriere thermique et de procedes d'elaboration representatifs de la technologie actuelle. Dans une premiere partie, l'influence des caracteristiques de poudres commerciales de zro#2 8% y#2o#3 (% massique) sur les proprietes des depots plasma correspondants a ete etudiee. Quatre conditions necessaires pour une bonne tenue thermomecanique des depots plasma zro#2 8% y#2o#3 ont ete definies: i) une poudre de haute purete (avec en particulier % mgo < 0,05% et % sio#2 < 0,1%) ; ii) une poudre reguliere du point de vue morphologique et granulometrique ; iii) un depot a structure lamellaire fine et microfissuree ; iv) un taux important de phase t' present dans le depot (> 90% environ). Dans un second temps, plusieurs sous-couches mcraly (plasma air, plasma sous vide et codeposition electrolytique) ont ete caracterisees et evaluees en cyclage thermique dans des systemes barriere thermique plasma. Les effets de la rugosite, de l'epaisseur, des proprietes mecaniques et du comportement en oxydation des sous-couches sur la duree de vie en cyclage thermique des barrieres thermiques ont ete mis en evidence et discutes. Enfin, les procedes d'elaboration de depots zro#2 8% y#2o#3 tels que l'ebpvd et la projection plasma induction ont ete etudies. Le mode de degradation des systemes ebpvd par rupture interfaciale alumine/sous-couche ou alumine/zircone ebpvd a ete confirme. Par contre, le comportement decevant en cyclage thermique des systemes ebpvd par rapport aux systemes plasma a ete discute. La comparaison d'un depot zro#2 8% y#2o#3 elabore par projection plasma induction par rapport a ses homologues plasma arc, a permis de montrer une amelioration significative des proprietes thermiques et du rendement de projection pour une tenue thermomecanique equivalente