Thèse soutenue

Elaboration de revêtements nanocomposites par PVD de type HiPIMS pour des applications de barrières environnementales (anti-érosion en particulier)
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Auteur / Autrice : Antoine Quenardel
Direction : Pierre-Yves JouanAlain BillardFrédéric Schuster
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences des matériaux, plasmas froids et couches minces
Date : Soutenance en 2015
Etablissement(s) : Nantes
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Matériaux, Matières, Molécules en Pays de la Loire (3MPL) (Le Mans ; 2008-2021)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des Matériaux Jean Rouxel (Nantes)
Jury : Président / Présidente : Marie-Paule Besland
Examinateurs / Examinatrices : Jean-François Pierson
Rapporteurs / Rapporteuses : Angéline Poulon, Arnaud Tricoteaux

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Les pales de compresseur des turboréacteurs d’hélicoptères sont soumises à l’érosion due à la présence de particules solides dans l’air des environnements dans lesquels ils évoluent. Cette érosion est responsable d’une perte de performance considérable des appareils ainsi que d’une consommation de carburant excessive. Une solution adoptée pour remédier au problème que présente la dégradation de ces éléments mécaniques est leur revêtement par des couches minces déposées à l’aide de techniques PVD. The compressor blades of helicopter turbojets are subject to erosion due to the presence of solid particles in the air environments. This erosion is responsible for considerable loss of performance of the aircrafts as well as excessive fuel consumption. A solution adopted to solve the problem posed by the degradation of the mechanical elements of the engines is their coating with thin films deposited using PVD techniques. Cette étude porte sur la comparaison de revêtements élaborés par arc cathodique, habituellement utilisé pour ce type d’applications, et en HiPIMS. Deux types de structures de couches ont été élaborés à l’aide de ces deux technologies, des monocouches de TiAlN et des multicouches de Ti-TiAlN et TiAl-TiAlN. L’influence de l’yttrium sur les propriétés d’une multicouche de TiAl- TiAlYN a également été observée. Les caractéristiques chimiques (DRX, EDX), morphologiques (MEB) et mécaniques (microdureté, contraintes, adhérence) des couches ont été étudiées avant de les soumettre à un test d’érosion à des particules d’alumine développé pour l’étude. Une comparaison avec un test d’érosion à des particules de quartz a également permis de mettre en évidence une évolution du comportement des revêtements en fonction du média érodant. Enfin, nous avons soumis les revêtements à l’érosion à l’eau