Relations entre les caractéristiques d'un jet de plasma généré par une torche à plasma d'arc segmentée et les microstructures des dépôts associés

Relationships between the arc plasma jet features generated by a cascaded-anode plasma torch and the coatings microstructures

• Auteur / Autrice : Céline Ruelle
• Direction : Vincent Rat, Simon Goutier, Erick Meillot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Matériaux céramiques et traitements de surface
• Date : Soutenance le 21/02/2024
• Etablissement(s) : Limoges
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences et Ingénierie
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Recherche sur les CERamiques
• Jury : Président / Présidente : Alain Denoirjean
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marie-Pierre Planche, Stéphane Pellerin, Francesco Delloro
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marie-Pierre Planche, Stéphane Pellerin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Zircone

Arc électrique

Projection au plasma

Mots clés libres

Projection plasma

Torche à anode segmentée

Diagnostic

Propriétés plasma

Dépôt zircone yttriée

Plasma spraying

Cascaded-Anode plasma torch

Diagnostic

Electric arc

Plasma properties

Zirconia yttria coatings

Résumé

La projection plasma consiste à faire fondre un matériau dans un jet de plasma et à le projeter à grande vitesse en direction d’un substrat pour y former un revêtement. Ce jet de plasma est généré par une torche à plasma d’arc suite à la formation d’un arc électrique entre deux électrodes. Les torches à plasma dites conventionnelles sont largement utilisées, mais leur design conduit à des instabilités de l’arc électrique et du jet de plasma pouvant affecter le traitement thermocinétique des particules. Des torches à plasma dites segmentées ont alors été développées : grâce à la présence d’un étage supplémentaire entre les deux électrodes, elles sont plus stables et plus puissantes. Cependant, certains aspects du fonctionnement d’une torche segmentée restent peu explorés. L’objectif de ces travaux est d’approfondir l’étude sur le comportement de la torche à plasma segmentée SinplexProTM, de son fonctionnement statique à la dynamique de l’arc électrique, jusqu’à l’étude des caractéristiques des particules en vol et des microstructures des dépôts.

Plasma spraying consists in melting a material in a plasma jet and to spray it at high speed towards a substrate to form a coating. The plasma jet is generated by a plasma torch following the formation of an electric arc between two electrodes. Conventional plasma torches are widely used, but their design leads to electric arc and plasma jet instabilities and may affect the thermokinetic treatment of he injected particles. Then, cascaded-anode plasma torches were developed: thanks to the presence of an additional stage between the two electrodes, they are more stable and more powerful. However, some aspects of the operating of a cascaded-anode plasma torch remain unexplored. The aim of this work is to deepen the understanding of the cascaded-anode plasma torch SinplexProTM behavior, from statics operation to the electric arc dynamics, up to the study of in-flight particles characteristics and coatings microstructures.