Thèse soutenue

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DE
Auteur / Autrice : Regis Claude Lallement
Direction : Gérard Métauer
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Science et ingénierie des matériaux
Date : Soutenance en 2002
Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL

Résumé

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Le rendement des machines thermiques est limité thermodynamiquement par la température maximale que peuvent supporter les matériaux. Les systèmes de barrières thermiques les plus répandus dans les moteurs d'avions sont constitués d'une couche intermédiaire (MCrAIY) sur laquelle repose une couche de dioxyde de zirconium (ZrO2) partiellement yttriée. Cependant, ce système est limité à une utilisation inférieure à 1200°C. Au-delà de cette température la microstructure est fortement influencée par les phénomènes de frittage et de changement de phases, ce qui conduit à une dégradation brutale des propriétés de la couche céramique. Les travaux de cette thèse sont le choix, la fabrication et la caractérisation de matériaux céramiques susceptibles d'atteindre une température d'utilisation de 1350°C. Dans le cadre ce cette thèse, il s'agit de l'étude des matériaux spinelles et pérovskites. Les performances thermomécaniques des couches ont été optimisées de manière itérative grâce au développement d'un programme de traitement d'images pour analyser la microstructure (la porosité et la fissuration) en fonction des paramètres du procédé d'élaboration à plasma (APS). La caractérisation des propriétés physiques telles que la stabilité des phases, l'allongement thermique, la conductivité thermique, le module d'élasticité, la dureté, les tests thermiques (oxydation statique, résistance au changement de température, test de moteur) et l'estimation des contraintes ont permis d'évaluer le potentiel des couches élaborées avec ces nouveaux matériaux.