FR2979015A1

FR2979015A1 - Method for determination of adhesion of layer of ceramic thermal barrier i.e. zirconia layer, formed on substrate, involves searching for image representative of area of possible separation between ceramic layer and substrate

Info

Publication number: FR2979015A1
Application number: FR1157284A
Authority: FR
Inventors: Gregory Fabre; Vincent Guipont; Michel Christian Marcel Jeandin
Original assignee: Association pour la Recherche et le Developpement des Methodes et Processus Industriels; SNECMA SAS
Current assignee: Association pour la Recherche et le Developpement des Methodes et Processus Industriels; Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 2011-08-10
Filing date: 2011-08-10
Publication date: 2013-02-15
Anticipated expiration: 2031-08-10
Also published as: FR2979015B1

Abstract

The method involves applying a laser pulse to a surface of a ceramic thermal barrier layer i.e. zirconia layer (16), overlying a substrate (10), and searching for an image representative of an area of possible separation between the ceramic layer and the substrate. A detected image is analyzed. An absorption layer (22) and a containment layer (24) are applied to the surface of the barrier layer. The image is visualized optically in the form of a spot visible at the surface of the barrier layer.

Description

Arrière-plan de l'invention La présente invention se rapporte au domaine général de la vérification de l'adhérence d'une couche de barrière thermique en 5 céramique formée sur un substrat. Un domaine particulier d'application de l'invention est celui de tests d'adhérence pour des revêtements de barrière thermique tels que ceux utilisés pour des pièces chaudes de turbine, telles que des aubes de distributeur ou de roue mobile de turbine haute pression. 10 Il est connu de munir des pièces en alliage métallique monocristallin d'une barrière thermique sous forme d'une couche de céramique. Une céramique couramment utilisée à cet effet est la zircone ZrO2 éventuellement stabilisée à l'yttrium. Une telle barrière thermique est formée typiquement par dépôt physique en phase vapeur ou PVD (pour 15 « Physical Vapor Deposition »), en particulier par PVD assisté par faisceau d'électrons ou EPBVD (pour « Electron Beam PVD »), donnant à la barrière thermique une structure colonnaire. Une sous-couche de liaison est interposée entre le substrat en alliage métallique monocristallin et la barrière thermique qui a une 20 fonction de résistance à l'oxydation et qui favorise l'adhérence de la barrière thermique afin de lui permettre de présenter une bonne résistance à l'écaillage. Une sous-couche de liaison connue est composée d'un aluminiure de nickel et/ou de cobalt modifié par un métal de type platine, 25 et pouvant comporter en outre, au voisinage de l'interface avec la barrière thermique, un métal promoteur de la formation d'un film d'alumine AI203 sur lequel la barrière thermique est ancrée. Pour des pièces en alliage métallique monocristallin munies d'une barrière thermique formée par une couche d'oxyde céramique et, de 30 façon plus générale), pour des substrats revêtus d'une couche de céramique, il est souhaitable disposer d'un test permettant, de façon reproductible, de vérifier et"ou d'évaluer l'adhérence de couché d"oxyde -strur ahntumrné t, de vval~cer ph ut1il périr la (urr 3ilikn1 ,iill ,1 l ),lf A cet effet, il est connu du document FR 2,926,137 un procédé consistant à appliquer une impulsion laser sur la surface du substrat opposée à celle munie la couche de céramique, rechercher une image représentative d'une zone de décollement éventuel entre la couche de céramique et le substrat, et analyser l'image éventuellement détectée. En l'absence de décollement de la couche de céramique, celle-ci, qui est transparente, laisse voir la couche sous-jacente de couleur grise. En revanche, lorsqu'un décollement de la couche de céramique a été produit suite à l'impulsion laser, une couche d'air est présente sous la partie décollée de la couche de céramique, ce qui se traduit par une tache claire. La superficie de celle-ci représente l'ampleur de la partie décollée. Un tel procédé s'applique parfaitement aux pièces à tester pour lesquelles la face du substrat opposée à celle munie de la couche de barrière thermique est accessible pour y appliquer l'impulsion laser. En revanche, dans le cas de pièces dites fermées et revêtues d'une couche de barrière thermique, telles que par exemple les aubes de turbine, cette méthode n'est pas applicable car la face sur laquelle doit s'appliquer l'impulsion laser n'est pas accessible. BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to the general field of adhesion verification of a ceramic thermal barrier layer formed on a substrate. A particular field of application of the invention is that of adhesion tests for thermal barrier coatings such as those used for hot turbine parts, such as distributor blades or high pressure turbine impellers. It is known to provide monocrystalline metal alloy parts with a thermal barrier in the form of a ceramic layer. A ceramic commonly used for this purpose is zirconia ZrO2 possibly stabilized with yttrium. Such a thermal barrier is typically formed by physical vapor deposition or PVD (Physical Vapor Deposition), in particular by electron beam assisted PVD or EPBVD (for "Electron Beam PVD"), giving the barrier thermal a columnar structure. A bonding sub-layer is interposed between the monocrystalline metal alloy substrate and the thermal barrier which has a function of resistance to oxidation and which promotes the adhesion of the thermal barrier to enable it to exhibit good resistance to corrosion. chipping. A known bonding underlayer is composed of platinum-type metal-modified nickel and / or cobalt aluminide and may further comprise, in the vicinity of the interface with the thermal barrier, a metal promoter of the formation of an alumina film AI203 on which the thermal barrier is anchored. For monocrystalline metal alloy parts provided with a thermal barrier formed by a ceramic oxide layer and, more generally), for substrates coated with a ceramic layer, it is desirable to have a test allowing in a reproducible way, to verify and / or evaluate the adherence of the layer of oxide-strenum that has been absorbed, so that it can not be destroyed (ur, 3illin, iill, 1l), for this purpose it is known from FR 2,926,137 a method of applying a laser pulse on the surface of the substrate opposite to that provided with the ceramic layer, search an image representative of a possible separation zone between the ceramic layer and the substrate, and analyze the image possibly detected. In the absence of detachment of the ceramic layer, the latter, which is transparent, shows the underlying layer of gray color. On the other hand, when a detachment of the ceramic layer has been produced as a result of the laser pulse, an air layer is present under the detached part of the ceramic layer, which results in a clear spot. The area of this one represents the size of the part taken off. Such a method applies perfectly to the test pieces for which the face of the substrate opposite to that provided with the thermal barrier layer is accessible to apply the laser pulse. On the other hand, in the case of so-called closed parts coated with a thermal barrier layer, such as, for example, turbine blades, this method is not applicable because the face on which the laser pulse n is not accessible.

Objet et résumé de l'invention La présente invention a donc pour but principal de pallier de tels inconvénients en proposant un procédé de détermination de l'adhérence d'une couche de barrière thermique en céramique applicable à des pièces fermées. OBJECT AND SUMMARY OF THE INVENTION The main object of the present invention is thus to overcome such disadvantages by proposing a method for determining the adhesion of a ceramic thermal barrier layer applicable to closed rooms.

Conformément à l'invention, ce but est atteint grâce à un procédé de détermination de l'adhérence d'une couche de barrière thermique en céramique formée sur un substrat, comprenant les étapes qui consistent à : appliquer une impulsion iaser sur la surface de la couche de céramique recouvrant le substrat ; rechercher une image représentative d'une <one de décollement ,253,i,ntuei entre la couche de céramique et le substrat, l'image entrk_ liement ( Il -entiii35 l'adhérence d'une couche de barrière thermique formée sur une pièce fermée, telle que par exemple une aube de turbine. De préférence, une couche d'absorption est appliquée sur la surface de la couche de céramique. Une telle couche d'absorption consiste en une couche qui est opaque aux longueurs d'onde du laser, de façon à permettre que le plasma généré par l'énergie du laser se forme bien à la surface de la couche de céramique. Ainsi, lorsque la couche en céramique est formée en zircone (céramique transparente), il est possible d'éviter que le plasma ne se forme à l'interface substrat/couche de barrière thermique au risque de l'endommager. De plus, la présence d'une couche d'absorption permet d'éviter l'endommagement de la surface libre de la couche de céramique. De préférence également, une couche de confinement est appliquée sur la surface de la couche de céramique. Une telle couche de confinement consiste en une couche qui est transparente aux longueurs d'onde du laser et qui est capable de confiner le plasma généré par l'énergie du laser. Selon un mode de mise en oeuvre du procédé, l'image est visualisée optiquement sous forme d'une tache visible à la surface de la couche de céramique. Une simple inspection visuelle peut ainsi permettre de détecter un décollement, la zone de décollement se traduisant par une tache plus claire visible à la surface du revêtement. Avantageusement, on évalue un seuil de décollement de la couche de barrière thermique en fonction de la taille de l'image du décollement et de l'énergie appliquée par impulsion laser. L'évaluation du seuil de décollement peut être effectuée sur un échantillon préparé séparément ou prélevé sur une pièce. Ainsi, cela permet de déterminer, pour un seuil souhaité, une valeur d'énergie d'impulsion laser pour laquelle on doit se situer en dessous du seuil de décollement et donc d'envisager la réalisation de tests non destructifs sur des pièces. Le procédé peut avantageusement être appliqué à la détermination de l'adhérence d'une couche de barrière thermique en M1-11ql( à structure co o{araire. In accordance with the invention, this object is achieved by a method of determining the adhesion of a ceramic thermal barrier layer formed on a substrate, comprising the steps of: applying a laser pulse to the surface of the ceramic layer covering the substrate; search for a representative image of a <one detachment, 253, i, ntuei between the ceramic layer and the substrate, the image entk_ liement (II -entiii35 the adhesion of a thermal barrier layer formed on a closed room such as, for example, a turbine blade, preferably an absorption layer is applied to the surface of the ceramic layer Such an absorption layer consists of a layer which is opaque to the wavelengths of the laser, in order to allow the plasma generated by the energy of the laser to form well on the surface of the ceramic layer, so that when the ceramic layer is formed of zirconia (transparent ceramic), it is possible to prevent the plasma is formed at the interface substrate / thermal barrier layer at the risk of damaging it.In addition, the presence of an absorption layer avoids damage to the free surface of the ceramic layer. Also preferably, a layer containment is applied to the surface of the ceramic layer. Such a confinement layer consists of a layer that is transparent to the wavelengths of the laser and is capable of confining the plasma generated by the energy of the laser. According to one embodiment of the method, the image is optically visualized in the form of a visible spot on the surface of the ceramic layer. A simple visual inspection can thus detect a detachment, the area of separation resulting in a lighter spot visible on the surface of the coating. Advantageously, a delamination threshold of the thermal barrier layer is evaluated as a function of the size of the image of the delamination and of the energy applied by laser pulse. The evaluation of the peeling threshold may be performed on a sample prepared separately or taken from a part. Thus, this makes it possible to determine, for a desired threshold, a laser pulse energy value for which one must be below the delamination threshold and thus to consider carrying out non-destructive tests on parts. The method may advantageously be applied to the determination of the adhesion of a thermal barrier layer to M1-11ql (coarse structure.

Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout 5 caractère limitatif. Sur les figures : - la figure 1 est une vue en coupe d'un substrat revêtu d'une barrière thermique avec revêtement céramique et sur lequel le procédé selon l'invention peut être avantageusement mis en oeuvre ; - la figure 2 est un schéma de principe illustrant la mise en 10 oeuvre d'un procédé selon l'invention ; - la figure 3 est une vue schématique d'un exemple de montage pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention ; - la figure 4 est une vue de l'intrados d'une aube de turbine haute-pression d'une turbomachine munie d'un revêtement de barrière 15 thermique en céramique montrant des images représentatives de zones de décollement produites par application d'impulsion laser d'énergies différentes ; et - la figure 5 est une vue schématique illustrant un mode d'analyse quantitative d'un niveau d'adhérence avec un procédé selon 20 l'invention. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Other features and advantages of the present invention will emerge from the description given below, with reference to the accompanying drawings which illustrate an embodiment having no limiting character. In the figures: - Figure 1 is a sectional view of a substrate coated with a thermal barrier with ceramic coating and on which the method according to the invention can be advantageously implemented; FIG. 2 is a block diagram illustrating the implementation of a method according to the invention; FIG. 3 is a schematic view of an exemplary assembly for implementing a method according to the invention; FIG. 4 is a view of the underside of a high-pressure turbine blade of a turbomachine provided with a ceramic thermal barrier coating showing representative images of delamination zones produced by laser pulse application; different energies; and FIG. 5 is a schematic view illustrating a mode of quantitative analysis of a level of adhesion with a method according to the invention.

Description détaillée de l'invention Un domaine particulier d'application de l'invention est celui de la détermination et du contrôle de l'adhérence d'une barrière thermique 25 comprenant une couche en céramique formée sur un substrat en superalliage métallique monocristallin avec interposition d'une sous-couche de liaison. La figure 1 montre, en coupe, un exemple d'une telie barrière thermique formée par une couche 16 de zircone stabilisée à l'ytttium. La 30 couche 16 a ici une structure colonnaire obtenue par un processus de dépôt par EBPVD. Dans un autre exemple d'application, la couche de zircone pourrait être obtenue par plasma (et ne présenterait donc pas de structure ! rcrcna r: 1. elfe r ilit 35 monocristallin. Une couche ou film 14 d'alumine Al203 est formé à l'interface entre la sous-couche de liaison 12 et la couche de zircone 16 lors de l'élaboration de cette dernière. Une telle structure est connue et décrite par exemple dans le document US 5,843,585. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A particular field of application of the invention is that of determining and controlling the adhesion of a thermal barrier comprising a ceramic layer formed on a monocrystalline metal superalloy substrate with interposition of a bonding underlayer. Figure 1 shows, in section, an example of such a thermal barrier formed by a layer 16 of yttium stabilized zirconia. The layer 16 here has a columnar structure obtained by an EBPVD deposition process. In another example of an application, the zirconia layer could be obtained by plasma (and therefore would not have a single crystal structure): 1. A monocrystalline elf r ilite A layer or film 14 of Al 2 O 3 alumina is formed the interface between the bonding sub-layer 12 and the zirconia layer 16 during the preparation of the latter, Such a structure is known and described for example in the document US 5,843,585.

Le procédé selon l'invention comprend l'application, sur un revêtement de barrière thermique tel que par exemple celui de la figure 1, d'impulsions laser sur la surface de la couche de céramique recouvrant le substrat. Plus précisément comme représenté de façon schématique par la figure 2, une impulsion laser brève de forte énergie est appliquée directement sur la surface de la couche de céramique 16 recouvrant le substrat 10. L'énergie du laser est absorbée pour générer un plasma dont l'expansion crée des ondes de compression. L'expansion du plasma donne naissance à une onde de compression qui se propage au travers de la couche de céramique puis dans le substrat vers la surface du substrat opposée à celle munie du revêtement en céramique. L'onde de choc est réfléchie par la surface non revêtue du substrat en une onde de traction qui effectue le parcours inverse en revenant vers la surface impactée du revêtement. Cette onde de traction traverse le substrat puis l'interface substrat/couche en céramique. Cette onde de traction peut alors provoquer une décohésion entre la couche de céramique et le substrat, plus précisément dans le cas envisagé de la figure 1, une rupture localisée de la liaison entre la couche de zircone 16 et la sous-couche de liaison 12. The method according to the invention comprises the application, on a thermal barrier coating such as for example that of FIG. 1, of laser pulses on the surface of the ceramic layer covering the substrate. More precisely, as shown diagrammatically in FIG. 2, a short high energy laser pulse is applied directly on the surface of the ceramic layer 16 covering the substrate 10. The energy of the laser is absorbed to generate a plasma of which the expansion creates compression waves. The expansion of the plasma gives rise to a compression wave which propagates through the ceramic layer and then into the substrate towards the surface of the substrate opposite to that provided with the ceramic coating. The shock wave is reflected by the uncoated surface of the substrate into a traction wave which performs the reverse path back to the impacted surface of the coating. This traction wave passes through the substrate and then the substrate / ceramic layer interface. This tensile wave can then cause a decohesion between the ceramic layer and the substrate, more precisely in the case envisaged in FIG. 1, a localized break in the bond between the zirconia layer 16 and the bonding sub-layer 12.

Les caractéristiques pour obtenir une telle propagation dite « par ondes monodimensionnelles » sont notamment les suivantes : l'impulsion laser doit être calibrée pour que le diamètre du choc engendré par le plasma soit supérieur ou égal à l'épaisseur de la couche de céramique et du substrat. The characteristics for obtaining such propagation called "by one-dimensional waves" are in particular the following: the laser pulse must be calibrated so that the diameter of the shock generated by the plasma is greater than or equal to the thickness of the ceramic layer and the substrate.

Il est à noter qu'il est nécessaire de permettre une réflexion de l'onde de compression pour générer l'onde de traction, de sorte que ce type de propagation s'applique plus particulièrement aux pièces de faible D55:5r (de 'ordre Cie 3mn1 par exemple). lieur( irlu 'III mon uu L 1, i35 Un échantillon ou pièce à tester 20 comprenant un substrat 10 (en superalliage monocristallin) muni d'un revêtement en céramique 16 (en zircone) est monté sur un bâti de maintien (non représenté). La face de la pièce à tester qui est munie du revêtement en céramique est tournée vers le faisceau laser. Une couche d'absorption 22 est de préférence appliquée sur la surface de la couche en céramique. Cette couche d'absorption peut par exemple consister en une couche de carbone de 20nm d'épaisseur ou en un simple scotch opaque noir. La propriété principale de la couche d'absorption est de former un filtre opaque aux longueurs d'onde du laser utilisé afin de s'assurer que celui-d ne vienne pas générer un plasma au niveau de l'interface substrat/couche en céramique. Par ailleurs, une couche de confinement 24 est également appliquée sur la surface de la couche en céramique, et plus précisément sur la couche d'absorption 22 lorsque celle-ci est présente. Cette couche de confinement peut par exemple consister en une couche d'eau de quelques millimètres ou en tout autre matériau transparent aux longueurs d'onde du laser (scotch, verre, etc.). Au contraire de la couche d'absorption, la couche de confinement est transparente aux longueurs d'onde du laser et produit un confinement du plasma permettant d'augmenter l'intensité et la durée du choc engendré par le plasma dans le matériau. Un laser impulsionnel 26 produit un rayonnement qui est focalisé en un faisceau illuminant une zone circulaire de la face du substrat munie du revêtement en céramique. Comme indiqué précédemment, le rayonnement laser est focalisé sur une zone circulaire ayant un diamètre au moins égal ou supérieur à cette même épaisseur de la couche en céramique et du substrat pour obtenir une propagation par ondes monodimensionnelles. It should be noted that it is necessary to allow a reflection of the compression wave to generate the traction wave, so that this type of propagation applies more particularly to the weak parts of the D55: 5r (order Cie 3mn1 for example). A sample or test piece 20 comprising a substrate 10 (made of monocrystalline superalloy) provided with a ceramic coating 16 (made of zirconia) is mounted on a holding frame (not shown). The face of the part to be tested which is provided with the ceramic coating is turned towards the laser beam An absorption layer 22 is preferably applied on the surface of the ceramic layer This absorption layer may for example consist of in a layer of carbon of 20nm thick or in a simple black opaque scotch.The main property of the absorption layer is to form an opaque filter at the wavelengths of the laser used to ensure that it does not come generate a plasma at the interface substrate / ceramic layer.In addition, a confinement layer 24 is also applied to the surface of the ceramic layer, and more precisely on the absorption layer 22 when This confinement layer may for example consist of a layer of water of a few millimeters or of any other material transparent to the wavelengths of the laser (scotch, glass, etc.). In contrast to the absorption layer, the confinement layer is transparent to the wavelengths of the laser and produces a confinement of the plasma to increase the intensity and duration of the shock generated by the plasma in the material. A pulsed laser 26 produces radiation which is focused into a beam illuminating a circular area of the substrate face provided with the ceramic coating. As indicated above, the laser radiation is focused on a circular area having a diameter at least equal to or greater than the same thickness of the ceramic layer and the substrate to obtain a one-dimensional wave propagation.

Le laser 26 délivre des impulsions ayant par exemple une enveloppe gaussienne (schématisée sui la figure 2) et une durée quelques ns à quelques dizaines de ns. On utilise par exemple un laser double produira ~~t un ruyonneilicut riciiLei d'5nnu Hill , iiinui 1111, duiiu- t35 varier l'énergie laser effectivement appliquée est prévu (non représenté sur la figure 3). On pourra se référer au document FR 2,926,137 qui décrit un exemple de réalisation d'un tel dispositif à partir notamment d'un dispositif à photodiode permettant de mesurer la puissance réelle du faisceau émis et d'un polarisateur rotatif pour faire varier l'énergie du laser appliqué sur le substrat. La figure 4 montre l'intrados 102 d'une aube 100 de turbine haute-pression de turboréacteur réalisée en superalliage monocristallin et revêtue d'une couche en céramique (zircone), cette pièce ayant été soumise à des impulsions laser d'énergies différentes en différents emplacements régulièrement répartis de l'intrados, le rayonnement laser étant focalisé sur des zones circulaires de même diamètre. On constate l'apparition de taches claires (de couleur blanchâtre) en des emplacements sur l'intrados 102 de l'aube correspondant à certains des emplacements d'application d'impulsions laser sur cette surface de l'aube. Il a été vérifié par examen de coupes métallographiques que les taches traduisent une zone de décollement de la couche de revêtement en zircone. En l'absence de décollement de la couche de zircone, celle-ci, qui est transparente, laisse voir la couche sous-jacente de couleur grise. Aucune tache claire n'est alors visible comme à l'emplacement I sur la figure 4 qui correspond à un emplacement sur l'intrados de l'aube où l'énergie laser appliquée a été insuffisante pour provoquer un décollement local de la couche de zircone. The laser 26 delivers pulses having, for example, a Gaussian envelope (shown schematically in FIG. 2) and a duration of a few ns to a few tens of ns. For example, a double laser will be used to produce a 5-inch hill-top response, which, in turn, will vary the laser energy actually applied (not shown in FIG. 3). Reference can be made to document FR 2,926,137 which describes an exemplary embodiment of such a device, in particular from a photodiode device making it possible to measure the real power of the emitted beam and of a rotary polarizer for varying the energy of the laser applied to the substrate. FIG. 4 shows the intrados 102 of a vane 100 of a turbojet high-pressure turbine made of monocrystalline superalloy and coated with a ceramic layer (zirconia), this part having been subjected to laser pulses of different energies. different locations evenly distributed from the intrados, the laser radiation being focused on circular areas of the same diameter. Clear spots (whitish in color) are observed at locations on the vane intrados 102 corresponding to some of the laser pulse application locations on that surface of the blade. It has been verified by examination of metallographic sections that the spots reflect a zone of delamination of the zirconia coating layer. In the absence of detachment of the zirconia layer, the latter, which is transparent, shows the underlying layer of gray color. No clear spot is then visible as in the location I in Figure 4 which corresponds to a location on the underside of the blade where the laser energy applied was insufficient to cause a local detachment of the zirconia layer .

Lorsqu'un décollement de la couche de zircone a été produit, une couche d'air est alors présente sous la partie décollée de la couche de zircone, ce qui se traduit par une tache claire (comme à l'emplacement Il de la figure 4). La superficie de celle-ci représente l'ampleur de la partie décollée. When a detachment of the zirconia layer has been produced, an air layer is then present under the peeled portion of the zirconia layer, which results in a clear spot (as in location II of FIG. 4 ). The area of this one represents the size of the part taken off.

La taille de la tache claire varie en fonction de 1a densité de puissance laser appliquée alors que la « tache » focale du rayonnement laser appliqué reste Inchangée . Plus la densité de +Tissance est élevée, p bs I`1 supe'rfi( _ de !a tache est eiaride . Api _r i propagation, 1 once de ))Illdt'-.ori du rc~`vu [11, 11[ 1 IS centre de la tache focale et décroit continûment de part et d'autre de ce centre. Pour des densités de puissance laser élevées, la contrainte de traction peut être supérieure au seuil d'adhérence de la couche de zircone sur toute la surface correspondant à la tache focale du rayonnement laser appliqué, voire même au-delà de la surface de la tache focale, l'onde de choc se propageant aussi latéralement. Par contre, pour des densités de puissance plus faibles, la contrainte de traction peut excéder le seuil d'adhérence uniquement dans la partie centrale de la tache focale de sorte que la tache claire observée à la surface du revêtement zircone peut être plus réduite que la tache focale. La figure 5 montre la variation de la contrainte de traction à l'interface avec la couche de revêtement en fonction de la distance au centre de la tache focale, pour une énergie laser relativement élevée (« forte » densité de puissance) et une énergie laser moins élevée (« faible » densité de puissance), l'énergie étant suffisante dans les deux cas pour provoquer un décollement de la couche de revêtement zircone. Sur la figure 5, on a mis en relation le niveau maximum de contrainte de traction avec le contour (en pointillés) de la tache claire observée. Ainsi, par un test destructif sur un échantillon ou une pièce, il est possible de déterminer un seuil d'adhérence d'un revêtement par mesure de la superficie d'une tache traduisant un décollement provoqué par impact de rayonnement laser. On peut aussi, après corrélation expérimentale entre une énergie laser appliquée et un seuil d'adhérence d'un revêtement formé par un procédé donné, effectuer des tests non destructifs par application sur des pièces d'énergie laser d'un niveau déterminé en fonction de celui correspondant au seuil d'adhérence. La corrélation expérimentale entre niveau d'énergie laser et seuil d'adhérence peut être effectuée par analyse de la taille d'une tache observée (comme décrit en référence à la figure 5) ou par balayage d'un ensemble de niveaux d'énergie différents et détermination de a limite d'apparition de la tache claire, comme illustré par la figure 4. 9 i ri in e i '. du The size of the light spot varies depending on the laser power density applied while the focal spot of the applied laser radiation remains unchanged. The higher the density of the growth, the greater the effect of the spot is spread (1 ounce), and the result seen [11, 11]. It is the center of the focal spot and decreases continuously on both sides of this center. For high laser power densities, the tensile stress may be greater than the adherence threshold of the zirconia layer over the entire area corresponding to the focal spot of the applied laser radiation, or even beyond the surface of the spot. focal, the shock wave also propagating laterally. On the other hand, for lower power densities, the tensile stress can exceed the adhesion threshold only in the central part of the focal spot so that the light spot observed at the surface of the zirconia coating can be smaller than the focal spot. FIG. 5 shows the variation of the tensile stress at the interface with the coating layer as a function of the distance at the center of the focal spot, for a relatively high laser energy ("high" power density) and a laser energy lower ("low" power density), the energy being sufficient in both cases to cause a detachment of the zirconia coating layer. In FIG. 5, the maximum level of tensile stress is related to the contour (in dotted lines) of the light spot observed. Thus, by a destructive test on a sample or a piece, it is possible to determine a threshold of adhesion of a coating by measuring the surface area of a spot reflecting a detachment caused by laser radiation impact. It is also possible, after experimental correlation between an applied laser energy and a threshold of adhesion of a coating formed by a given method, to carry out non-destructive tests by application to laser energy parts of a given level as a function of that corresponding to the threshold of adhesion. The experimental correlation between laser energy level and adhesion threshold can be performed by analyzing the size of an observed spot (as described with reference to FIG. 5) or by scanning a set of different energy levels. and determining the appearance limit of the light spot, as shown in FIG. 4. In FIG. of

Claims

REVENDICATIONS1. A method of determining the adhesion of a ceramic thermal barrier layer (16) formed on a substrate (10), comprising the steps of: applying a laser pulse to the surface of the ceramic layer covering the substrate an image representative of an eventual separation zone between the ceramic layer and the substrate, and analyzing the image possibly detected.

The method of claim 1, wherein an absorption layer (22) is applied to the surface of the ceramic layer.

3. Method according to one of claims 1 and 2, wherein a confinement layer (24) is applied to the surface of the ceramic layer.

4. A method according to any one of claims 1 to 3, wherein the image is optically visualized as a visible spot on the surface of the ceramic layer.

The method according to any one of claims 1 to 4, wherein a delamination threshold of the thermal barrier layer is evaluated as a function of the image size of the delamination and the pulse applied energy. laser.

6. A process according to any one of claims 1 to 5 for determining the adhesion of a columnar ceramic thermal barrier layer.

7. A method according to any one of claims 1 to 6 for 1 dichiqe nutieh d 1,] (Ih: ir June (h? Nique 35

8. Process according to any one of claims 1 to 7 for determining the adhesion of a thermal barrier layer to a metal superalloy substrate.