EP0997555B1 - Procédé de réalisation d'un dépôt de céramique de faible épaisseur sur un substrat métallique - Google Patents
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Description
Elle s'applique en particulier à la réalisation de revêtements céramique de type barrière thermique tels que ceux utilisés sur certains composants de moteurs aéronautiques ou aérospatiaux soumis à des gradients thermiques élevés.
Pour de nombreuses applications, il est connu de réaliser des revêtements de céramique pour protéger un substrat métallique et accroítre ainsi ses performances.
La technique de dépôt de céramique par projection plasma ne permet pas d'obtenir une structure dense et ne permet pas de réaliser des dépôts de faible épaisseur inférieure à 50 µm.
En outre ces différentes méthodes ne permettent pas de moduler la structure des cristaux déposés : les techniques de dépôt sous vide donnent une structure colonnaire, les techniques de dépôt par projection plasma donnent une structure en couches successives.
- à effectuer un dépôt électrolytique de zirconium sur le substrat métallique,
- à oxyder le métal déposé pour obtenir une céramique adhérente au substrat,
- à incorporer un élément stabilisateur dans le revêtement de barrière thermique.
Les cristaux peuvent être orientés dans la direction du champ électrique appliqué de façon à obtenir une structure colonnaire ; les cristaux formés peuvent également être orientés parallèlement au substrat, ou ne pas avoir d'orientation privilégiée.
Cette opération d'oxydation peut être effectuée de différentes manières. L'oxydation peut être effectuée dans un four sous atmosphère contrôlée, c'est à dire à des températures comprises entre 300°C et 900°C dans une atmosphère dont la composition en oxygène est contrôlée.
A titre d'exemple, nous avons réalisé une codêposition d'yttrium et de zirconium en utilisant une composition du bain de sels fondus comportant de l'yttrium et du zirconium et en appliquant un profil de tension crénelée aux bornes de l'électrolyseur
La composition du bain réalisé est la suivante :
- Electrolyte : 0,465 de LiF, 0,42 de KF et 0.115 de NaF
- Sels métalliques : 15 % du poids de l'électrolyte en ZrF4 + 15 % du poids de l'électrolyte en Yf3.
Claims (12)
- Procédé de réalisation d'un dépôt de céramique de type barrière thermique de faible épaisseur sur un substrat métallique, caractérisé en ce qu'il consiste :à effectuer un dépôt électrolytique de zirconium sur le substrat métallique,à oxyder le métal déposé pour obtenir une barrière thermique adhérente au substrat,à incorporer un élément stabilisateur dans le revêtement de barrière thermique
- Procédé selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dépôt électrolytique de métal est effectué en milieu aqueux.
- Procédé selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dépôt électrolytique de métal est effectué en bain de sels fondus.
- Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le bain de sels fondus est un bain de fluorure.
- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément stabilisateur est de l'yttrium.
- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément stabilisateur est introduit sous forme ionique dans le bain électrolytique de déposition du métal.
- Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le bain comporte un électrolyte et des sels métalliques, ces derniers représentant 15% du poids de l'électrolyte en ZrF4 et 15% du poids de l'électrolyte en YF3.
- Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'électrolyse est réalisée à une température comprise ente 700 et 800°C, avec un courant cyclique crénelé.
- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément stabilisateur est incorporé lors de l'oxydation du métal déposé.
- Procédé selon la revendication 1 ou 9, caractérisé en ce que l'oxydation est effectuée dans un four à des températures comprises entre 300°C et 900°C dans une atmosphère dont la composition en oxygène est contrôlée.
- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'oxydation est réalisée par une méthode d'anodisation en milieu aqueux.
- Procédé selon la revendication 1 ou 9, caractérisé en ce que l'oxydation est réalisée par une méthode d'anodisation en bain de sels fondus
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