Étude de la réalisation de dépôts de silico-alumineux (émaux) par projection thermique sur des substrats thermo dégradables

Study of the elaboration of silico-aluminous (glazes) coatings by thermal spraying onto thermosensitive substrates

• Auteur / Autrice : Aure Arcondéguy
• Direction : Ghislain Montavon, Bernard Pateyron
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Matériaux céramiques et traitements de surface
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Limoges
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Matériaux -- Détérioration

Plan d'expérience

Poudres céramiques

Béton

Émail et émaillage

Mots clés libres

Projection thermique à la flamme

Pigments d'insertion

Densification

Préchauffage

Résumé

Un procédé d'émaillage de substrats thermosensibles par projection thermique à la flamme O2-C2H2 a été mis au point. L'optimisation de la composition et de la morphologie des poudres d'émaux s'est révélée nécessaire pour maîtriser l'architecture des dépôts. Les effets des paramètres opératoires ont été discriminés par plans d'expériences et des conditions optimisées d'élaboration ont été définies y compris pour l'élaboration de dépôts pigmentés. Ceci a permis d'adresser le mécanisme de formation des couches d'émaux singulier en regard d'autres céramiques. Des essais sur substrats de grandes surfaces (~1 m²) ont alors été réalisés pour estimer les effets de la thermique sur le mécanisme de formation des couches et limiter la dégradation du substrat. Un préchauffage du substrat s'est révélé nécessaire à une bonne adhérence du dépôt. Quelques propriétés d'usage des couches ont enfin été établies. Leurs caractéristiques mécaniques ne sont notamment pas altérées par des cycles de gel/dégel.

A glazing thermal spraying process adapted to thermally sensitive substrates was developed here. An oxyacetylene flame torch was used. The optimization of glaze powders morphology (densification) and chemical composition was necessary to control coatings architectures. Effects of operating parameters were determined by a design of experiments and operating parameters were optimized. Colored coatings can have been manufactured by insert pigments addition. The coating formation mechanism was hence deduced: it differs from the one encountered for other ceramic materials. Then, glaze coatings were manufactured on larger surfaces (~1 m²) to determine the effects of thermal flux on the coating formation mechanism and to limit the substrate degradation. A substrate preheating was necessary to improve coating adhesion. At last, some coatings properties were determined. For example, coatings mechanical characteristics were not modified by freeze-thaw cycles.