FR3030751A1 - Procede de controle de l'etat d'une barriere thermique par endoscopie - Google Patents
Procede de controle de l'etat d'une barriere thermique par endoscopie Download PDFInfo
- Publication number
- FR3030751A1 FR3030751A1 FR1462586A FR1462586A FR3030751A1 FR 3030751 A1 FR3030751 A1 FR 3030751A1 FR 1462586 A FR1462586 A FR 1462586A FR 1462586 A FR1462586 A FR 1462586A FR 3030751 A1 FR3030751 A1 FR 3030751A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- oxide
- rare earth
- thermal barrier
- outer layer
- earth oxide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 238000001839 endoscopy Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims abstract description 67
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 44
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 8
- VQCBHWLJZDBHOS-UHFFFAOYSA-N erbium(iii) oxide Chemical compound O=[Er]O[Er]=O VQCBHWLJZDBHOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- PLDDOISOJJCEMH-UHFFFAOYSA-N neodymium(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Nd+3].[Nd+3] PLDDOISOJJCEMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- ZIKATJAYWZUJPY-UHFFFAOYSA-N thulium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Tm+3].[Tm+3] ZIKATJAYWZUJPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims description 7
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910001940 europium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- AEBZCFFCDTZXHP-UHFFFAOYSA-N europium(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Eu+3].[Eu+3] AEBZCFFCDTZXHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- JYTUFVYWTIKZGR-UHFFFAOYSA-N holmium oxide Inorganic materials [O][Ho]O[Ho][O] JYTUFVYWTIKZGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- OWCYYNSBGXMRQN-UHFFFAOYSA-N holmium(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Ho+3].[Ho+3] OWCYYNSBGXMRQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- MMKQUGHLEMYQSG-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);praseodymium(3+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Pr+3].[Pr+3] MMKQUGHLEMYQSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910003447 praseodymium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910001954 samarium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229940075630 samarium oxide Drugs 0.000 claims description 4
- FKTOIHSPIPYAPE-UHFFFAOYSA-N samarium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Sm+3].[Sm+3] FKTOIHSPIPYAPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910003451 terbium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- SCRZPWWVSXWCMC-UHFFFAOYSA-N terbium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Tb+3].[Tb+3] SCRZPWWVSXWCMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims 2
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 37
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 5
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 5
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 5
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 5
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K Citrate Chemical compound [O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052689 Holmium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005328 electron beam physical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 230000004313 glare Effects 0.000 description 2
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 229910000601 superalloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052775 Thulium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 235000012215 calcium aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 238000010668 complexation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 108010004034 stable plasma protein solution Proteins 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/8422—Investigating thin films, e.g. matrix isolation method
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/04—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material
- C23C28/042—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material including a refractory ceramic layer, e.g. refractory metal oxides, ZrO2, rare earth oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
- C23C4/10—Oxides, borides, carbides, nitrides or silicides; Mixtures thereof
- C23C4/11—Oxides
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D21/00—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for
- F01D21/003—Arrangements for testing or measuring
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/12—Blades
- F01D5/28—Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
- F01D5/288—Protective coatings for blades
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
- G01N21/954—Inspecting the inner surface of hollow bodies, e.g. bores
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2260/00—Function
- F05D2260/80—Diagnostics
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2270/00—Control
- F05D2270/80—Devices generating input signals, e.g. transducers, sensors, cameras or strain gauges
- F05D2270/804—Optical devices
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Immunology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
L'invention concerne un procédé de contrôle de l'état d'une barrière thermique par endoscopie comprenant les étapes suivantes : a) introduction d'une sonde endoscopique à l'intérieur d'un moteur, le moteur comprenant une pièce revêtue par une barrière thermique dont la couche externe comprend un oxyde de terre rare apte à produire une couleur autre que le noir et le blanc lors de son irradiation par un rayonnement lumineux de longueur d'onde prédéfinie, et b) irradiation de la couche externe de la barrière thermique par un rayonnement lumineux permettant à l'oxyde de terre rare de produire une couleur autre que le noir et le blanc et observation de la couche externe de la barrière thermique colorée par l'oxyde de terre rare à l'aide de la sonde endoscopique afin de contrôler l'état de la barrière thermique.
Description
Arrière-plan de l'invention L'invention concerne notamment un procédé de contrôle de l'état d'une barrière thermique par endoscopie ainsi que des pièces aptes à être contrôlées par un tel procédé. Les barrières thermiques sont utilisées pour la protection de pièces de turbines haute pression comme les aubes de turbine ou les anneaux de turbine et de pièces constitutives de chambres de combustion aéronautiques afin d'améliorer la performance des moteurs et la durée de vie des parbes chaudes. Les barrières thermiques constituent un revêtement isolant thermique permettant d'éviter que la pièce sous-jacente soit soumise à une température trop élevée. Le document EP 1 085 109 B1 décrit des compositions de barrière thermique de faible conductivité thermique.
La qualité du dépôt des barrières thermiques joue un rôle essentiel dans leur comportement en service. Ainsi, il peut être souhaitable de pouvoir facilement réaliser un contrôle de l'état des barrières thermiques afin de vérifier leur intégrité, notamment l'absence de fissuration et d'amorce de décollement.
Il est connu de réaliser une inspection de zones internes d'une machine par endoscopie, une telle technique étant par exemple décrite dans les documents FR 2 771 515 et FR 2 443 697. Cette technique consiste à introduire une sonde endoscopique à l'intérieur d'une machine afin d'observer une ou des pièces montées dans cette machine.
Les inventeurs ont cherché à contrôler l'état de barrières thermiques présentes sur la surface d'une pièce montée dans un moteur par endoscopie et ont constaté que cette méthode peut ne pas donner des résultats entièrement satisfaisants. En effet, l'aspect blanc et le fort pouvoir réfléchissant des barrières thermiques actuelles rendent le contrôle par endoscopie difficile en raison de l'éblouissement de l'opérateur. Cet éblouissement ne permet pas à l'opérateur d'être absolument certain de l'absence de défauts des barrières thermiques lesquels peuvent affecter la durée de vie en opération des pièces.
Il existe donc un besoin pour disposer d'un procédé de contrôle fiable et relativement simple de barrières thermiques de pièces présentes à l'intérieur d'un moteur. Il existe aussi un besoin pour disposer d'un procédé de contrôle de barrières thermiques de pièces présentes à l'intérieur d'un moteur qui soit non destructif et qui ne nécessite pas de désassembler le moteur. Il existe encore un besoin pour disposer de nouvelles pièces, destinées à être montées dans un moteur, et aptes à être contrôlées par un tel procédé.
Objet et résumé de l'invention A cet effet, l'invention propose, selon un premier aspect, un procédé de contrôle de l'état d'une barrière thermique par endoscopie comprenant les étapes suivantes : a) introduction d'une sonde endoscopique à l'intérieur d'un moteur, le moteur comprenant une pièce revêtue par une barrière thermique dont la couche externe comprend un oxyde de terre rare apte à produire une couleur autre que le noir et le blanc lors de son irradiation par un rayonnement lumineux de longueur d'onde prédéfinie, et b) irradiation de la couche externe de la barrière thermique par un rayonnement lumineux permettant à l'oxyde de terre rare de produire une couleur autre que le noir et le blanc et observation de la couche externe de la barrière thermique colorée par l'oxyde de terre rare à l'aide de la sonde endoscopique afin de contrôler l'état de la barrière thermique. La couleur de l'oxyde de terre rare peut, par exemple, être produite lors de l'irradiation de l'oxyde de terre rare par de la lumière visible ou autre, comme de la lumière UV par exemple. Ainsi, dans un exemple de réalisation, la couleur de l'oxyde de terre rare peut être révélée par irradiation par un rayonnement UV. La couleur de l'oxyde de terre rare peut, par exemple, être produite par fluorescence. L'invention permet du fait de la présence d'un ou plusieurs oxydes de terre rare colorés dans la couche externe de la barrière thermique de colorer celle-ci et de diminuer son pouvoir réfléchissant. Cela permet avantageusement de faciliter la détection des défauts de la barrière thermique d'une pièce présente à l'intérieur du moteur par endoscopie. Le choix d'intégrer dans la couche externe de la barrière thermique des oxydes de terre rare colorés est motivé d'une part car ces composés permettent du fait de leur coloration de mieux révéler les défauts de la barrière thermique par endoscopie et d'autre part car ces composés sont des constituants de barrière thermique efficaces et permettent de ne pas affecter, voire d'améliorer, les propriétés de la barrière thermique.
La pièce revêtue de la barrière thermique peut être formée d'un superalliage, par exemple à base de nickel, par exemple de type AM1. La publication « Définition d'un nouvel alliage métallique pour la réalisation d'étalons de masse secondaires » de Meury et al. mentionne des exemples de superalliages utilisables pour former la pièce.
Comme il va être détaillé plus bas, la barrière thermique peut être monocouche ou multicouche. Dans le cas d'une barrière thermique monocouche, celle-ci ne comporte que la couche externe et, dans le cas d'une barrière thermique multicouche, la couche externe correspond à la dernière couche de la barrière thermique située du côté opposé à la pièce sous-jacente. Dans un exemple de réalisation, l'oxyde de terre rare peut être présent en tant que dopant dans la couche externe de la barrière thermique. Par « oxyde de terre rare présent en tant que dopant dans la couche externe de la barrière thermique », il faut comprendre que l'oxyde de terre rare est présent dans la couche externe en une quantité suffisante pour que la coloration de la couche externe soit observable par le procédé d'endoscopie mis en oeuvre tout en étant présent dans une quantité suffisamment faible afin de ne pas sensiblement dégrader les propriétés de la barrière thermique, voire de les améliorer. En particulier, la couche externe peut comprendre en plus de l'oxyde de terre rare un composé de formule Re2Zr207 où Re désigne un élément terre rare, par exemple choisi parmi les lanthanides ayant un numéro atomique compris entre 57 et 70 (La -> Yb). 3030 751 4 En variante, la barrière thermique peut être monocouche et comporter l'oxyde de terre rare présent en tant que dopant ainsi que de la zircone stabilisée par de l'oxyde d'yttrium (« YSZ »). En variante encore, la couche externe de la barrière thermique 5 peut être essentiellement formée par l'oxyde de terre rare. Par « la couche externe de la barrière thermique est essentiellement formée par l'oxyde de terre rare », il faut comprendre que l'oxyde de terre rare est présent dans la couche externe en une teneur massique supérieure ou égale à 90%, voire à 95%, voire sensiblement 10 égale à 100%. Dans un exemple de réalisation, la barrière thermique peut en outre comprendre une sous-couche présente entre la pièce et la couche externe. Dans un exemple de réalisation, l'oxyde de terre rare peut être 15 choisi parmi : l'oxyde de praséodyme, l'oxyde de néodyme, l'oxyde d'erbium, l'oxyde de cérium, l'oxyde de samarium, l'oxyde d'holmium, l'oxyde d'europium, l'oxyde de thulium et l'oxyde de terbium. La pièce peut être une aube de turbomachine montée dans le moteur. La pièce peut en variante être un anneau de turbine ou une pièce 20 constitutive d'une chambre de combustion. Le moteur peut par exemple être un moteur d'aéronef. Le procédé de contrôle par endoscopie peut être effectué sur un moteur neuf ou sur un moteur ayant déjà été utilisé en vue par exemple d'évaluer la nécessité de procéder à une réparation. 25 La présente invention vise également une pièce destinée à être montée dans un moteur, la pièce étant revêtue par une barrière thermique dont la couche externe comprend un oxyde de terre rare apte à produire une couleur autre que le noir et le blanc lors de son irradiation par un rayonnement lumineux de longueur d'onde prédéfinie. 30 Dans une telle pièce, la barrière thermique, la couche externe et l'oxyde de terre rare peuvent être tels que décrits plus haut. La barrière thermique de la pièce peut être destinée à être contrôlée par un procédé tel que décrit plus haut. En particulier, l'oxyde de terre rare peut être présent en tant que dopant dans la couche externe, la couche externe pouvant par exemple comprendre en plus de l'oxyde de terre rare un composé de 3030 751 5 formule Re2Zr207 où Re désigne un élément terre rare, par exemple choisi parmi les lanthanides ayant un numéro atomique compris entre 57 et 70 (La -> Yb).Dans un exemple de réalisation, la barrière thermique peut, en outre, comprendre une sous-couche présente entre la pièce et la couche 5 externe. Dans un exemple de réalisation, la couche externe peut être une couche en matériau céramique. La pièce peut, par exemple, être une aube de turbomachine. La présente invention vise également un moteur aéronautique 10 comprenant une pièce telle que décrite plus haut ainsi qu'un aéronef comprenant un tel moteur. Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront 15 de la description suivante de modes particuliers de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 représente différents exemples de barrières thermiques pouvant être contrôlées par mise en oeuvre d'un procédé selon 20 l'invention conformes à un premier mode de réalisation, et - la figure 2 représente différents exemples de barrières thermiques pouvant être contrôlées par mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention conformes à un deuxième mode de réalisation. 25 Description détaillée de modes de réalisation La barrière thermique est formée d'une ou plusieurs couches céramiques déposées sur au moins une sous-couche de liaison ou directement déposées sur la pièce sans sous-couche de liaison. Ces couches céramiques permettent d'isoler thermiquement la pièce sous- 30 jacente afin de la maintenir à des températures où ses performances mécaniques et sa durée de vie sont acceptables et éventuellement de conférer une résistance à l'érosion ou aux alumino-silicates de calcium-magnésium (« CMAS »). Les exemples de barrières thermiques illustrés à la figure 1 35 correspondent chacun à un premier mode de réalisation dans lequel l'oxyde de terre rare est présent en tant que dopant dans la couche externe de la barrière thermique. Dans l'exemple a) de la figure 1, la barrière thermique comprend une première couche constituant une sous-couche qui est à base de zircone yttriée (« YSZ ») et une couche externe à base d'un ou plusieurs zirconates de terres rares Re2Zr207 (Re = La -> Yb) dopée par un ou plusieurs oxydes de terres rares aptes à produire une couleur autre que le noir et le blanc (A203 ou B02). Dans l'exemple b) de la figure 1, la barrière thermique comporte une unique couche à base de zircone yttriée dopée par un ou plusieurs oxydes de terres rares aptes à produire une couleur autre que le noir et le blanc (A203 ou B02). Dans l'exemple c) de la figure 1, la barrière thermique comprend une première couche constituant une sous-couche qui est à base de zircone yttriée et une couche externe à base d'un composé différent d'un zirconate de terre rare et de YSZ par exemple de type pérovskite ou magnétoplombite, la couche externe étant dopée par un ou plusieurs oxydes de terres rares aptes à produire une couleur autre que le noir et le blanc (A203 ou B02).
Dans l'exemple d) de la figure 1, la barrière thermique comporte une unique couche à base d'un composé différent d'un zirconate de terre rare et de YSZ par exemple de type pérovskite ou magnétoplombite, cette couche étant dopée par un ou plusieurs oxydes de terre rare aptes à produire une couleur autre que le noir et le blanc (A203 ou B02)- Les poudres destinées à former les exemples de barrières thermiques selon la figure 1 dopées par l'oxyde de terre rare apte à produire une couleur autre que le noir et le blanc peuvent être élaborées de différentes manières par exemple par voie de synthèse par réaction à l'état solide ou par des procédés dits de chimie douce (co-précipitation, voie hydrothermale, voie alcoolate, voie citrate...). Ainsi, les poudres destinées à former une barrière thermique selon l'exemple a) de la figure 1 de type Re2_2yA2yZr207 (Re2Zr207+ A203) ou Re2Zr2_2yB2y07 (Re2Zr207+ B02) peuvent par exemple être synthétisées par chimie douce, par exemple par voie citrate. Un exemple d'un tel procédé de synthèse comprend les étapes décrites ci-dessous pour un composé de type Re2-2yA2yZr207 ou Re2Zr2_2yB2y07 avec Re = La, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm ou Yb et A = Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Ho, Er, ou Tm ou B = Ce, par exemple. Dans un premier temps, les précurseurs d'oxydes sous forme de nitrates ou de chlorures ou une combinaison des deux sont mis en solution aqueuse. On peut par exemple ainsi former une solution aqueuse comprenant : Re(NO3)3.x1-120, A(NO3)3.xH20 ou B(NO3)3.x1-120 et ZrO(NO3)2.xH20 ou ZrOC12.xH20. La solution aqueuse ainsi obtenue est ensuite soumise à une agitation. Ces précurseurs sont introduits en proportion stoechiométrique afin d'obtenir le matériau céramique avec la composition chimique souhaitée. La pureté des précurseurs utilisés est supérieure à 99,0 °h. L'agent complexant utilisé est l'acide citrique lequel est ajouté à la solution aqueuse obtenue précédemment de manière à obtenir un rapport [acide citrique] / [cations métalliques] compris entre 1 et 3. Le mélange est ensuite soumis à une agitation. Une complexation par l'acide citrique des cations métalliques présents en solution est obtenue. Le pH de la solution aqueuse est ensuite ajusté par l'addition d'ammoniaque en solution jusqu'à des valeurs de pH comprises entre 9 et 10. Le solvant est ensuite évaporé en soumettant la solution à une température comprise entre 60°C et 80 °C jusqu'à la formation d'un gel. Une étape de chauffage est ensuite réalisée entre 200°C et 300 °C suivie d'un traitement thermique à une température supérieure ou égale à 1000°C sous air pendant une durée supérieure ou égale à 4 heures. Après ce traitement thermique, la poudre de formule Re2_ 2yA2yZr207 ou Re2Zr2_2yB2y07 est obtenue. La barrière thermique peut ensuite être obtenue à partir de cette poudre par exemple par mise en oeuvre d'un procédé de projection plasma ou d'un procédé de dépôt physique sous vide en phase vapeur sous faisceau d'électrons, ces procédés étant connus en soi. Dans le mode de réalisation illustré à la figure 2, une couche essentiellement formée par un ou plusieurs oxydes de terre rare aptes à produire une couleur autre que le noir et le blanc (A203 ou B02) constitue la dernière couche de l'architecture de barrière thermique et est située du côté opposé à la pièce. Les notations utilisées dans les exemples e) à h) de la figure 2 sont les mêmes que celles décrites à la figure 1. Le nombre n présent à la figure 2 est un entier supérieur ou égal à 1. D'une manière générale, les barrières thermiques pouvant être contrôlées par mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention peuvent être formées par tout type de procédé connu de l'homme du métier, comme le procédé de dépôt physique en phase vapeur sous faisceau d'électrons ( « EB-PVD » : « Electron Beam Physical Vapor Deposition »), la projection plasma conventionnelle (« APS » : « Air Plasma Spraying »), la projection plasma de suspensions (« SPS » : « Suspension Plasma Spraying »), la projection plasma de précurseurs liquides (« SPPS » : « Solution Precursor Plasma Spraying »), les procédés de type trempage/retrait (« Dip coating »), les procédés de dépôts chimiques en phase vapeur (« CVD » : « Chemical Vapor Deposition ») ou les procédés de dépôt de couches minces atomiques (« ALD » : « Atomic Layer Deposition »).
Il est donné à titre d'exemple dans le tableau 1 ci-dessous différents exemples d'oxydes de terre rare aptes à produire une couleur autre que le noir et le blanc utilisables dans le cadre de l'invention ainsi que leur couleur. Oxyde de terre rare (A203 ou B02) Couleur Oxyde de praséodyme Vert Oxyde de néodyme Violet Oxyde d'erbium Rose Oxyde de cérium Jaune Oxyde de samarium Jaune Oxyde d'holmium Jaune/Rose (sous UV)_. Oxyde d'europium Rouge (sous UV) Oxyde de thulium Bleu (sous UV) Oxyde de terbium Vert (sous UV) Tableau 1 Les dispositifs d'endoscopie tels que décrits dans FR 2 443 697 et FR 2 771 515 peuvent être mis en oeuvre afin de réaliser le procédé de contrôle par endoscopie selon l'invention. Dans un exemple de réalisation, le dispositif d'endoscopie peut comporter une première et une deuxième sources de lumière, la première source de lumière étant une source de lumière visible et la deuxième source de lumière étant une source de lumière autre que visible, par exemple UV. Une telle deuxième source de lumière peut, le cas échéant, permettre de révéler la coloration de l'oxyde de terre rare présent dans la couche externe de la barrière thermique. L'expression « comportant/contenant/comprenant un(e) » doit se comprendre comme « comportant/contenant/comprenant au moins un(e) ». L'expression « compris(e) entre ... et ... » ou « allant de ... à ... » doit se comprendre comme incluant les bornes.
Claims (14)
- REVENDICATIONS1. Procédé de contrôle de l'état d'une barrière thermique par endoscopie comprenant les étapes suivantes : a) introduction d'une sonde endoscopique à l'intérieur d'un moteur, le moteur comprenant une pièce revêtue par une barrière thermique dont la couche externe comprend un oxyde de terre rare apte à produire une couleur autre que le noir et le blanc lors de son irradiation par un rayonnement lumineux de longueur d'onde prédéfinie, et b) irradiation de la couche externe de la barrière thermique par un rayonnement lumineux permettant à l'oxyde de terre rare de produire une couleur autre que le noir et le blanc et observation de la couche externe de la barrière thermique colorée par l'oxyde de terre rare à l'aide de la sonde endoscopique afin de contrôler l'état de la barrière thermique.
- 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'oxyde de terre rare est présent en tant que dopant dans la couche externe de la barrière thermique.
- 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la couche externe comprend en plus de l'oxyde de terre rare un composé de formule Re2Zr207 où Re désigne un élément terre rare.
- 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche externe de la barrière thermique est essentiellement formée par l'oxyde de terre rare.
- 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la barrière thermique comprend en outre une sous-couche présente entre la pièce et la couche externe.
- 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'oxyde de terre rare est choisi parmi : l'oxydede praséodyme, l'oxyde de néodyme, l'oxyde d'erbium, l'oxyde de cérium, l'oxyde de samarium, l'oxyde d'holmium, l'oxyde d'europium, l'oxyde de thulium et l'oxyde de terbium.
- 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la pièce est une aube de turbomachine montée dans le moteur.
- 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que le moteur est un moteur d'aéronef.
- 9. Pièce destinée à être montée dans un moteur, la pièce étant revêtue par une barrière thermique dont la couche externe comprend un oxyde de terre rare apte à produire une couleur autre que le noir et le blanc lors de son irradiation par un rayonnement lumineux de longueur d'onde prédéfinie.
- 10.Pièce selon la revendication 9, caractérisée en ce que l'oxyde de terre rare est présent en tant que dopant dans la couche externe.
- 11.Pièce selon l'une quelconque des revendications 9 et 10, caractérisée en ce que l'oxyde de terre rare est choisi parmi : l'oxyde de praséodyme, l'oxyde de néodyme, l'oxyde d'erbium, l'oxyde de cérium, l'oxyde de samarium, l'oxyde d'holmium, l'oxyde d'europium, l'oxyde de thulium et l'oxyde de terbium.
- 12.Pièce selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisée en ce qu'elle constitue une aube de turbomachine.
- 13.Moteur aéronautique comprenant une pièce selon l'une quelconque des revendications 9 à 12.
- 14.Aéronef comprenant un moteur aéronautique selon la revendication 13.35
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1462586A FR3030751B1 (fr) | 2014-12-17 | 2014-12-17 | Procede de controle de l'etat d'une barriere thermique par endoscopie |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1462586A FR3030751B1 (fr) | 2014-12-17 | 2014-12-17 | Procede de controle de l'etat d'une barriere thermique par endoscopie |
| FR1462586 | 2014-12-17 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3030751A1 true FR3030751A1 (fr) | 2016-06-24 |
| FR3030751B1 FR3030751B1 (fr) | 2019-06-14 |
Family
ID=53039519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR1462586A Active FR3030751B1 (fr) | 2014-12-17 | 2014-12-17 | Procede de controle de l'etat d'une barriere thermique par endoscopie |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3030751B1 (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20210254222A1 (en) * | 2018-04-27 | 2021-08-19 | Applied Materials, Inc. | Protection of components from corrosion |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005019370A2 (fr) * | 2003-08-13 | 2005-03-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Materiau d'isolation thermique et agencement d'une couche d'isolation thermique comportant ledit materiau |
| US20050073673A1 (en) * | 2003-10-01 | 2005-04-07 | General Electric Company | Imaging system for robotically inspecting gas turbine combustion components |
-
2014
- 2014-12-17 FR FR1462586A patent/FR3030751B1/fr active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005019370A2 (fr) * | 2003-08-13 | 2005-03-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Materiau d'isolation thermique et agencement d'une couche d'isolation thermique comportant ledit materiau |
| US20050073673A1 (en) * | 2003-10-01 | 2005-04-07 | General Electric Company | Imaging system for robotically inspecting gas turbine combustion components |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| MICHEL D ET AL: "Etude de la transformation ordre-desordre de la structure fluorite a la structure pyrochlore pour des phases (1-x) ZrO2 @? x Ln2O3", MATERIALS RESEARCH BULLETIN, ELSEVIER, KIDLINGTON, GB, vol. 9, no. 11, 1 November 1974 (1974-11-01), pages 1457 - 1468, XP025446864, ISSN: 0025-5408, [retrieved on 19741101], DOI: 10.1016/0025-5408(74)90092-0 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20210254222A1 (en) * | 2018-04-27 | 2021-08-19 | Applied Materials, Inc. | Protection of components from corrosion |
| US20210262099A1 (en) * | 2018-04-27 | 2021-08-26 | Applied Materials, Inc. | Protection of components from corrosion |
| US11753726B2 (en) * | 2018-04-27 | 2023-09-12 | Applied Materials, Inc. | Protection of components from corrosion |
| US11761094B2 (en) * | 2018-04-27 | 2023-09-19 | Applied Materials, Inc. | Protection of components from corrosion |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR3030751B1 (fr) | 2019-06-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1335439C (fr) | Pieces de machine thermique en alliage comportant un revetement protecteur metalloceramique | |
| CA2318612C (fr) | Composition de barriere thermique, piece mecanique en superalliage protegee par un revetement de ceramique ayant une telle composition, et methode de realisation du revetement de ceramique | |
| EP3529395B1 (fr) | Procédé de revêtement d'une surface d'un substrat solide par une couche comprenant un composé céramique, et substrat revêtu ainsi obtenu | |
| CA2828792C (fr) | Procede de realisation d'une barriere thermique dans un systeme multicouche de protection de piece metallique et piece munie d'un tel systeme de protection | |
| FR3067392A1 (fr) | Revetement anti-cmas a double reactivite | |
| EP1522533A1 (fr) | Cible destinée à être évaporée sous faisceau d'électrons, son procédé de fabrication, barrière thermique et revêtement obtenus à partir d'une cible, et pièce mécanique comportant un tel revêtement | |
| CA2868953C (fr) | Procede d'obtention d'un revetement d'aluminiure de nickel de type .beta.-nia1 sur un substrat metallique, et piece munie d'un tel revetement | |
| FR2768750A1 (fr) | Procede pour ameliorer la resistance a l'oxydation et a la corrosion d'une piece en superalliage et piece en superalliage obtenue par ce procede | |
| TW201842210A (zh) | 熔射皮膜、熔射用粉、熔射用粉之製造方法、及熔射皮膜之製造方法 | |
| EP0990716B1 (fr) | Revetement de barrière thermique | |
| EP2478125B1 (fr) | Procede pour former sur la surface d'une piece metallique un revêtement protecteur contenant de l'aluminium | |
| FR3030751B1 (fr) | Procede de controle de l'etat d'une barriere thermique par endoscopie | |
| EP3469112B1 (fr) | Procédé de protection contre la corrosion et l'oxydation d'une pièce en superalliage monocristallin à base de nickel exempt d'hafnium | |
| US11312664B2 (en) | Ceramic heat shields having a reaction coating | |
| FR2941965A1 (fr) | Procede de depot d'une couche de protection sur une piece | |
| EP3835452A1 (fr) | Methode de fabrication d'une surface decorative | |
| CA2991435C (fr) | Piece revetue d'un revetement de protection contre les cmas | |
| CA2356305C (fr) | Formation d'un revetement aluminiure incorporant un element reactif, sur un substrat metallique | |
| FR2718464A1 (fr) | Article en super alliage ayant un revêtement de barrière thermique et sa fabrication. | |
| WO2012146864A1 (fr) | Pièce comportant un revêtement sur un substrat métallique en superalliaae, le revêtement comprenant une sous-couche métallique | |
| FR3070693A1 (fr) | Procede et dispositif de depot de revetement pour des composants multi-perfores de moteur d'aeronef avec soufflage des events | |
| CA2508821C (fr) | Procede de fabrication ou de reparation d'un revetement sur un substrat metallique | |
| EP3899083A1 (fr) | Pièce de turbine en superalliage comprenant du rhenium et/ou du ruthenium et procédé de fabrication associé | |
| EP4041930B1 (fr) | Piece d'aeronef en superalliage comprenant du rhenium et/ou du ruthenium et procede de fabrication associe | |
| JP7122926B2 (ja) | タービン部品の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20160624 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 3 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 4 |
|
| CD | Change of name or company name |
Owner name: SAFRAN, FR Effective date: 20170717 Owner name: SAFRAN AIRCRAFT ENGINES, FR Effective date: 20170717 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 6 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 7 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 8 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 9 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 10 |