WO2011020964A1 - Method for ion implantation for producing an anti-icing surface - Google Patents

Method for ion implantation for producing an anti-icing surface Download PDF

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WO2011020964A1
WO2011020964A1 PCT/FR2010/051608 FR2010051608W WO2011020964A1 WO 2011020964 A1 WO2011020964 A1 WO 2011020964A1 FR 2010051608 W FR2010051608 W FR 2010051608W WO 2011020964 A1 WO2011020964 A1 WO 2011020964A1
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WO
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ion implantation
ions
ice
implanted
implantation
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Application number
PCT/FR2010/051608
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French (fr)
Inventor
Florent Bouillon
Thierry Jacques Albert Le Docte
Original Assignee
Aircelle
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/48Ion implantation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D15/00De-icing or preventing icing on exterior surfaces of aircraft
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C8/00Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/36Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases using ionised gases, e.g. ionitriding

Definitions

  • the present invention relates to an anti-ice material intended in particular for aeronautical equipment.
  • An aircraft is propelled by one or more propulsion units each comprising a turbojet engine housed in a tubular nacelle.
  • Each propulsion unit is attached to the aircraft by a mast located generally under a wing or at the fuselage.
  • a nacelle generally has a structure comprising an air inlet upstream of the engine, a median section intended to surround a fan of the turbojet, a downstream section optionally housing thrust reverser means and intended to surround the combustion chamber. of the turbojet, and is terminated by an ejection nozzle whose output is located downstream of the turbojet engine.
  • the air intake comprises, on the one hand, an inlet lip adapted to allow optimal capture to the turbojet of the air necessary to supply the blower and internal compressors of the turbojet, and other on the other hand, a downstream structure to which the lip is attached and intended to properly channel the air towards the blades of the fan.
  • the assembly is attached upstream of a blower housing belonging to the upstream section of the nacelle.
  • ice may form on the nacelle at the outer surface of the air intake lip.
  • the presence of ice or frost changes the aerodynamic properties of the air intake and disturbs the flow of air to the blower.
  • ice causes among other things: modification of the mass of the propulsion unit, imbalance between the port and starboard parts and, in the particular case of engine air intakes, the formation of ice blocks susceptible to enter the engine and cause considerable damage.
  • a first solution is to prevent the ice can form on this external surface (anti-icing).
  • a second solution is to leave ice or frost to form on the lip up to a certain thickness and to evacuate it by means making it possible to eliminate the ice or frost thus formed (defrosting).
  • Anti-icing is necessary especially in the case of engines comprising parts made of composite materials, such as the fan blades: in such a case, it is necessary to eliminate as much as possible any risk of ice entering the engine, the composite materials being sensitive to such shocks.
  • a first anti-icing solution consists of keeping the external surface exposed to frost at a temperature sufficient to prevent this formation of ice or frost.
  • the same result can also be achieved by equipping the external surface with electric heating means which may, for example, be integrated into said wall.
  • this coating In order to protect the heating resistors, it is generally necessary to provide an anti-erosion protection coating, this coating generally not being in adequacy with the required surface quality for the external wall of the air intake lip. In case of partial overlap of the lip, such a coating will cause a detrimental discontinuity to the aerodynamic line of the air inlet. In addition, such a coating contributes to increasing the total thickness of the lip which can lead to a degradation of the acoustic attenuation performance, these being related to the thickness of the air intake lip.
  • the industrialists have sought to develop anti-corrosion coatings.
  • ice that is to say having intrinsic physicochemical properties making them unfavorable to the formation of ice, in particular by virtue of their hydrophobic properties.
  • the materials used in aeronautical manufacturing including composite materials of the carbon / epoxy type, metals and metal alloys including aluminum-based or titanium for example do not have special hydrophobic and anti-ice properties and it is appropriate therefore to cover them with a suitable coating having the desired properties.
  • the objectives of such coatings are mainly, on the one hand, to limit the thickness of the ice that can be formed and which must generally not exceed a thickness of 2 mm, and secondly, to have a low surface energy between said anti-ice coating and the ice layer so as to promote its detachment and evacuation.
  • any additional layer represents an additional mass and is therefore not desirable.
  • the present invention aims at proposing a solution making it possible to overcome the aforementioned drawbacks and consists for this purpose in using an ion implantation process in a surface of a material to modify the surface properties of said material in order to achieve a anti-ice surface.
  • Ion implantation is a material engineering process.
  • the ion implantation process is used to implant the ions of a material in another solid, which allows to modify the properties, including mechanical properties.
  • Such a method is widely used to improve the hardness of the implanted material and more generally their resistance to surface aggression (mechanical and / or chemical).
  • Document WO 2006/008153 is still known which aims at the manufacture of hydrophobic surfaces and more particularly at the manufacture of panes and aeronautical parts possessing such properties. To do this, the document WO 2006/008153 proposes above all to produce a surface having bumps and depressions according to a particular geometry. In addition, the targeted surfaces are mainly of polymer type and it does not disclose a composite material surface. In addition to the particular geometry provided for, document WO 2006/008153 discloses a complementary treatment by irradiation aimed at reinforcing the hydrophobic sprouts of the treated surface. The anti-ice properties are not affected.
  • the ion implantation process is used for the implantation of helium ions.
  • the ion implantation process is used for the implantation of nitrogen ions.
  • the ion implantation process is used for the implantation of oxygen ions.
  • the ion implantation process uses multi-energy ions.
  • the use of multi-energy ions allows implantations at different depths from the same source and the same acceleration voltage, the energy of the implanted ion being proportional to its charge.
  • the present invention also relates to a method of manufacturing a structure having an anti-ice surface, characterized in that it comprises the step of using an ion implantation process according to the invention.
  • the manufacturing process comprises several ion implantation steps according to the invention.
  • the succession of implantation steps will make it possible to implant several different types of ions in the treated material and / or the same type of ions at different extraction energies.
  • the ions are implanted in a surface layer of the material in an atomic concentration of between 20 and 40%.
  • the ions are implanted with an energy of between 10 and 200 keV, preferably 10 to 100 keV. Indeed, more the implantation energy is important, plus this same implantation may cause structural damage in the treated surface.
  • the ions are implanted to a depth of between 3 micrometers and 200 micrometers.
  • the present invention relates to a structure having an anti-ice surface, characterized in that said surface can be obtained by a method according to the invention.
  • the structure is a turbojet nacelle structure.
  • the structure is an air intake lip structure.
  • the structure is mainly made of composite material, in particular of the carbon / epoxy type.
  • the structure is mainly made from at least one metal alloy, in particular based on aluminum and / or titanium.
  • the treated surface has a wettability such that the value of the contact angle of a water sample is greater than 80 degrees, preferably greater than 90 degrees.
  • the present invention finally relates to the use of an ion implantation device for the manufacture of a structure according to the invention.
  • FIG. 1 is a picture of a drop on an epoxy carbon composite material not treated by ion implantation.
  • FIG. 2 is a photograph of a drop on the composition material of FIG. 1 treated by ion implantation.
  • ion implantation is an engineering technique of materials used to implant ions of a material in a solid substrate, thereby changing the physicochemical properties of said substrate.
  • the ion implantation technique is used in the usual way in the manufacture of semiconductor devices to improve the properties of resistance to oxidation, conductivity, hardness, etc.
  • ion implantation equipment consists of an ion source, a particle accelerator and a chamber for the target substrate.
  • the particle accelerator uses the electrostatic properties of the ion to increase its energy.
  • the amount of implanted material is the integral over time of the ionic current.
  • the electric currents involved in the implanters are of the order of the microampere and therefore allow to implant a relatively small amount of ions. This technique is therefore generally used for small-scale structural changes.
  • Ion acceleration typically reaches energies ranging from 10 to 500 keV.
  • the acceleration energy will determine the depth of implantation of the ions. Ion implantation therefore generally remains a surface treatment.
  • an ion source generally produces ions of the atom to be implanted with several levels of ionization.
  • the ion source will produce He + and He 2+ ions. Consequently, for the same extraction voltage, for example 50 kV, the implantation energy of the He + ions will be 50 keV while the implantation energy of the He 2+ ions will be 100 keV.
  • the extraction voltage will of course be adjusted according to the desired ionization level and the desired implantation depths of the ions.
  • the present invention aims at implementing the ion implantation technique in order to perform an anti-ice treatment on an aeronautical part.
  • Tests have been carried out in particular on a piece of composite material of the carbon / epoxy type. More specifically, the implanted material bears the reference G803 / 914, that is to say a fabric of carbon fibers at 3000 filaments and satin type 5 (G803), impregnated with epoxy resin class 180 0 C (914).
  • G803 / 914 that is to say a fabric of carbon fibers at 3000 filaments and satin type 5 (G803), impregnated with epoxy resin class 180 0 C (914).
  • the material has been tested raw and in a version covered with an anti-UV polyurethane paint for the protection of composite materials type LBYH-142 sold by the company Bolloré-Jival.
  • Control Composite material not pe int and not treated by implantation.
  • Painted indicator Composite material painted but not treated by ion implantation.
  • Sample A Unpainted composite material treated with ion implantation. Helium ion implantation, low dose.
  • Sample B Unpainted composite material treated with ion implantation. Helium ion implantation, high dose.
  • Sample C Composite material painted and treated by ion implantation. Helium ion implantation, low dose.
  • Sample D Composite material painted and treated by ion implantation. Helium ion implantation, high dose.
  • dose refers to the amount of ions implanted in the material and is therefore related to the exposure time of the material in the accelerated ion beam.
  • the experiment conditions correspond to an ion density of substantially between 10 16 and 10 17 ions per square centimeter.
  • the term "Low dose” therefore corresponds to a brief exposure of the material, namely a few seconds, while a “high dose” corresponds to a longer exposure of the material to the ion beam approaching ten seconds.
  • the contact angle value goes from about 55 degrees for an untreated surface about 80 degrees after treatment by ion implantation of helium ions.
  • Figures 1 and 2 are photos of a drop of water on a composite surface as tested, respectively raw and treated by ion implantation. The increase in the contact angle is striking.
  • the implantation energy modifies the implantation depth of the ions. High implantation energy will allow ion implantation deeper into the material while low implantation energy will allow implantation closer to the surface.
  • the optimum implantation depth may depend in particular on the natural hydrophobicity of the material as well as its surface structure.
  • the layers closest to the surface are naturally more fragile and susceptible to erosion, in particular. Implantation is therefore likely to have a shorter life. This is the reason why it may be interesting to implement ions with several energies so that in case of erosion, the eroded areas discover areas also implanted.
  • hydrophobic and anti-ice properties are also noted for a painted surface, even if the increase is less, in particular because of the already hydrophobic properties of the polyurethane paint.
  • ion implantation is a surface treatment, it is therefore necessary to take into account the thickness of the paint layer.
  • the type of implanted material is not limited.
  • the type of implanted ions is not limited and will depend on the desired hydrophobicity properties as well as the implanted material (sizes of the implanted ion, held in the structure of the implanted material, hydrophobicity of the implanted ion
  • helium ions nitrogen and oxygen ions may be used in particular.
  • the implantation may be multi-energy in order to implant ions at different depths.
  • Multi-energy implantation can be carried out in one or more implementation steps.
  • the ion implantation process can be implemented with other types of composite materials, but also with metallic and alloy materials, in particular in the aerospace industry, based on aluminum and / or titanium.

Abstract

The present invention relates to the use of a method for ion implantation into the surface of a material so as to modify the surface properties of said material in order to produce an anti-icing surface, as well as to a method using this technique so as to manufacture a structure having anti-icing surface characteristics.

Description

Procédé d'implantation ionique pour la réalisation d'une surface antiglace  Ion implantation process for producing an anti-ice surface
La présente invention se rapporte à un matériau anti-glace à destination notamment d'équipements aéronautiques. The present invention relates to an anti-ice material intended in particular for aeronautical equipment.
Un avion est propulsé par un ou plusieurs ensembles propulsifs comprenant chacun un turboréacteur logé dans une nacelle tubulaire.  An aircraft is propelled by one or more propulsion units each comprising a turbojet engine housed in a tubular nacelle.
Chaque ensemble propulsif est rattaché à l'avion par un mât situé généralement sous une aile ou au niveau du fuselage.  Each propulsion unit is attached to the aircraft by a mast located generally under a wing or at the fuselage.
Une nacelle présente de manière générale une structure comprenant une entrée d'air en amont du moteur, une section médiane destinée à entourer une soufflante du turboréacteur, une section aval abritant éventuellement des moyens d'inversion de poussée et destinée à entourer la chambre de combustion du turboréacteur, et est terminée par une tuyère d'éjection dont la sortie est située en aval du turboréacteur.  A nacelle generally has a structure comprising an air inlet upstream of the engine, a median section intended to surround a fan of the turbojet, a downstream section optionally housing thrust reverser means and intended to surround the combustion chamber. of the turbojet, and is terminated by an ejection nozzle whose output is located downstream of the turbojet engine.
L'entrée d'air comprend, d'une part, une lèvre d'entrée adaptée pour permettre une captation optimale vers le turboréacteur de l'air nécessaire à l'alimentation de la soufflante et des compresseurs internes du turboréacteur, et d'autre part, une structure aval sur laquelle est rapportée la lèvre et destinée à canaliser convenablement l'air vers les aubes de la soufflante.  The air intake comprises, on the one hand, an inlet lip adapted to allow optimal capture to the turbojet of the air necessary to supply the blower and internal compressors of the turbojet, and other on the other hand, a downstream structure to which the lip is attached and intended to properly channel the air towards the blades of the fan.
L'ensemble est rattaché en amont d'un carter de la soufflante appartenant à la section amont de la nacelle.  The assembly is attached upstream of a blower housing belonging to the upstream section of the nacelle.
En vol, selon les conditions de température et d'humidité, de la glace peut se former sur la nacelle au niveau de la surface externe de la lèvre d'entrée d'air. La présence de glace ou de givre modifie les propriétés aérodynamiques de l'entrée d'air et perturbe l'acheminement de l'air vers la soufflante.  In flight, depending on the temperature and humidity conditions, ice may form on the nacelle at the outer surface of the air intake lip. The presence of ice or frost changes the aerodynamic properties of the air intake and disturbs the flow of air to the blower.
On notera notamment que la formation de glace entraîne entre autre : modification de la masse de l'ensemble propulsif, déséquilibre entre les parties bâbord et tribord et, dans le cas particulier des entrées d'air de moteurs, la formation de blocs de glace susceptibles de pénétrer dans le moteur et de causer des dégâts considérables.  It should be noted in particular that the formation of ice causes among other things: modification of the mass of the propulsion unit, imbalance between the port and starboard parts and, in the particular case of engine air intakes, the formation of ice blocks susceptible to enter the engine and cause considerable damage.
Pour pallier la formation de glace ou de givre, une première solution consiste à éviter que la glace puisse se former sur cette surface externe (antigivrage). Une deuxième solution est de laisser la glace ou le givre se former sur la lèvre jusqu'à une certaine épaisseur et de l'évacuer par des moyens permettant d'éliminer la glace ou le givre ainsi formé (dégivrage). To overcome the formation of ice or frost, a first solution is to prevent the ice can form on this external surface (anti-icing). A second solution is to leave ice or frost to form on the lip up to a certain thickness and to evacuate it by means making it possible to eliminate the ice or frost thus formed (defrosting).
L'antigivrage est nécessaire en particulier dans le cas de moteurs comprenant des parties en matériaux composites, telles que les aubes de soufflante : dans un tel cas, il faut supprimer au maximum tout risque d'arrivée de glace dans le moteur, les matériaux composites étant sensibles à de tels chocs.  Anti-icing is necessary especially in the case of engines comprising parts made of composite materials, such as the fan blades: in such a case, it is necessary to eliminate as much as possible any risk of ice entering the engine, the composite materials being sensitive to such shocks.
Une première solution d'antigivrage consiste à maintenir la surface externe exposée au givre à une température suffisante pour éviter cette formation de glace ou de givre.  A first anti-icing solution consists of keeping the external surface exposed to frost at a temperature sufficient to prevent this formation of ice or frost.
Ce résultat peut être atteint par prélèvement d'air chaud au niveau du compresseur du turboréacteur pour l'amener au niveau de la lèvre d'entrée d'air et en réchauffer les parois. Un tel dispositif nécessite toutefois un système de conduits d'amenée d'air chaud entre le turboréacteur et l'entrée d'air ainsi qu'un système d'évacuation de l'air chaud au niveau de la lèvre d'entrée d'air, ce qui augmente la masse, la traînée et la consommation de carburant de l'ensemble propulsif et n'est donc pas souhaitable.  This result can be achieved by drawing hot air at the compressor of the turbojet to bring it to the level of the air intake lip and warm the walls. Such a device, however, requires a system of hot air supply ducts between the turbojet engine and the air inlet and a hot air evacuation system at the level of the air intake lip. which increases the mass, drag and fuel consumption of the propulsion unit and is therefore not desirable.
Le même résultat peut également être atteint en équipant la surface externe de moyens de chauffage électriques qui pourront, par exemple, être intégrés dans ladite paroi.  The same result can also be achieved by equipping the external surface with electric heating means which may, for example, be integrated into said wall.
Cette solution nécessite toutefois la présence d'un réseau électrique au niveau de l'entrée d'air et présente un degré de contrôle et de maintenance important des résistances électriques chauffantes. De plus, les résistances électriques doivent être alimentées quasiment en continu lors du vol.  This solution, however, requires the presence of an electrical network at the air inlet and has a degree of control and significant maintenance of the electric heating elements. In addition, the electric heaters must be fed almost continuously during the flight.
Afin de protéger les résistances chauffantes, il convient généralement de prévoir un revêtement de protection anti-érosion, ce revêtement n'étant généralement pas en adéquation avec la qualité de surface demandée pou r la paroi externe de la lèvre d'entrée d'air. En cas de recouvrement partiel de la lèvre, un tel revêtement entraînera une discontinuité néfaste à la ligne aérodynamique de l'entrée d'air. De plus, un tel revêtement contribue à augmenter l'épaisseur totale de la lèvre ce qui peut entraîner une dégradation des performances d'atténuation acoustique, celles-ci étant liées à l'épaisseur de la lèvre d'entrée d'air.  In order to protect the heating resistors, it is generally necessary to provide an anti-erosion protection coating, this coating generally not being in adequacy with the required surface quality for the external wall of the air intake lip. In case of partial overlap of the lip, such a coating will cause a detrimental discontinuity to the aerodynamic line of the air inlet. In addition, such a coating contributes to increasing the total thickness of the lip which can lead to a degradation of the acoustic attenuation performance, these being related to the thickness of the air intake lip.
Afin de résoudre au moins en partie les inconvénients mentionnés ci-dessous, les industriels ont cherché à développer des revêtements anti- glace, c'est-à-dire présentant des propriétés physico-chimiques intrinsèques les rendant non favorables à la formation de glace, notamment grâce à leurs propriétés hydrophobes. In order to at least partly solve the disadvantages mentioned below, the industrialists have sought to develop anti-corrosion coatings. ice, that is to say having intrinsic physicochemical properties making them unfavorable to the formation of ice, in particular by virtue of their hydrophobic properties.
En effet, les matériaux utilisés pour dans la fabrication aéronautique, notamment les matériaux composites de type carbone / epoxy, les métaux et alliages métalliques notamment à base d'aluminium ou de titane par exemple ne possèdent pas de propriétés hydrophobes et antiglace particulières et il convient donc de les recouvrir d'un revêtement approprié possédant les propriétés recherchées.  Indeed, the materials used in aeronautical manufacturing, including composite materials of the carbon / epoxy type, metals and metal alloys including aluminum-based or titanium for example do not have special hydrophobic and anti-ice properties and it is appropriate therefore to cover them with a suitable coating having the desired properties.
Les objectifs de tels revêtements sont principalement, d'une part, de limiter l'épaisseur de la glace pouvant se former et qui ne doit généralement pas dépasser une épaisseur de 2 mm, et d'autre part, présenter une énergie de surface faible entre ledit revêtement anti-glace et la couche glace de manière à favoriser son décollement et évacuation.  The objectives of such coatings are mainly, on the one hand, to limit the thickness of the ice that can be formed and which must generally not exceed a thickness of 2 mm, and secondly, to have a low surface energy between said anti-ice coating and the ice layer so as to promote its detachment and evacuation.
Des exemples de tels revêtements sont mentionnés notamment dans la demande FR 2 922 522 au nom de la demanderesse.  Examples of such coatings are mentioned in particular in the application FR 2 922 522 in the name of the applicant.
La présence de tels revêtements n'est toutefois pas sans inconvénients.  The presence of such coatings is however not without drawbacks.
Tout d'abord, toute couche supplémentaire représente une masse supplémentaire et n'est donc pas souhaitable.  First, any additional layer represents an additional mass and is therefore not desirable.
Ensuite, l'application de ces couches est difficile et doit être réalisée de manière à entraîner le moins d'irrégularités de surface possible afin de conserver des propriétés aérodynamiques optimales.  Then, the application of these layers is difficult and must be performed so as to cause the least possible surface irregularities to maintain optimal aerodynamic properties.
On constate encore qu'une couche supplémentaire présente toujours des risques de délamination et qu'elle doit pouvoir accrocher suffisamment au matériau constituant la structure à protéger.  It is also noted that an additional layer always has the risk of delamination and that it must be able to hook sufficiently to the material constituting the structure to be protected.
Il convient notamment de noter à ce sujet que l'autorité aéronautique américaine (FAA : administration fédérale de l'aviation) considère dans sa circulaire AC 20-73A, et notamment au chapitre H, que les produits existants s'érodent et que les surfaces traitées doivent être certifiées comme s'il n'y avait aucun revêtement.  It should be noted in this connection that the US Aviation Authority (FAA) considers in its AC 20-73A, and in particular Chapter H, that existing products are being eroded and that processed must be certified as if there were no coating.
En effet, actuellement, il n'existe pas de revêtement antiglace satisfaisant aux critères de certification aéronautique à savoir notamment pouvoir tenir à la vitesse de vol de l'avion (environ Mach 0,8) et résister à des impacts de sable ou autres. Actuellement, il serait nécessaire de refaire la couche antiglace après chaque vol. Par ailleurs, l'efficacité de ces couches n'est donc pas constante et varie grandement en fonction de leur érosion, ce qui ne permet pas de les considérer comme un équipement fiable permettant d'assurer seul sa fonction, mais seulement comme un équipement additionnel. Indeed, currently, there is no anti-ice coating that meets the criteria of aeronautical certification, namely namely to be able to keep up with the speed of flight of the aircraft (about Mach 0.8) and withstand impacts of sand or other. Currently, it would be necessary to redo the ice layer after each flight. Moreover, the effectiveness of these layers is not constant and varies greatly depending on their erosion, which does not allow to consider them as a reliable equipment to ensure its own function, but only as additional equipment .
La présente invention vise à proposer une solution permettant de pallier les inconvénients précédemment mentionnés et consiste pour ce faire en une utilisation d'un procédé d'implantation ionique dans une surface d'un matériau pour modifier les propriétés de surface dudit matériau afin de réaliser une surface anti-glace.  The present invention aims at proposing a solution making it possible to overcome the aforementioned drawbacks and consists for this purpose in using an ion implantation process in a surface of a material to modify the surface properties of said material in order to achieve a anti-ice surface.
L'implantation ionique est un procédé d'ingénierie des matériaux. Ion implantation is a material engineering process.
Le procédé d'implantation ionique est utilisé pour implanter les ions d'un matériau dans un autre solide, ce qui permet d'en modifier les propriétés, notamment mécaniques. The ion implantation process is used to implant the ions of a material in another solid, which allows to modify the properties, including mechanical properties.
Parmi les documents décrivant des procédés d'implantation ioniques, on pourra se reporter notamment aux documents FR 2 876 391 , FR 2 896 515 ,WO 2008/050071 , WO 2008/047049, WO 2008/043964, WO 2008/037927, WO 2005/085491 , FR 2 899 242.  Among the documents describing ion implantation processes, reference may be made in particular to documents FR 2 876 391, FR 2 896 515, WO 2008/050071, WO 2008/047049, WO 2008/043964, WO 2008/037927, WO 2005 / 085491, FR 2 899 242.
Un tel procédé est largement utiliser pour améliorer la dureté du matériau implanté et plus généralement leur résistance aux agressions de surface (mécanique et/ou chimique).  Such a method is widely used to improve the hardness of the implanted material and more generally their resistance to surface aggression (mechanical and / or chemical).
On connaît également le document US 4 948 760 qui décrit un procédé d'implantation ionique pour la fabrication d'un verre inorganique ayant de fortes propriétés hydrophobes. Il convient de noter que ce document n'est toutefois pas spécifiquement orienté vers des applications aéronautiques. Par ailleurs, il convient de noter que le terme « hydrophobie » renvoie à la non- mouillabilité de l'eaul liquide sur une surface, tandis que le terme « anti-glace » (icephobic) est quant à lui plus spécifique et renvoie à la non-adhérence de la glace, eau solide, sur ladite surface.  Also known is US 4,948,760 which discloses an ion implantation process for the manufacture of an inorganic glass having strong hydrophobic properties. It should be noted that this document is not specifically oriented towards aeronautical applications. Furthermore, it should be noted that the term "hydrophobicity" refers to the non-wettability of liquid water on a surface, while the term "ice-free" (ice-phobic) is more specific and refers to the non-adherence of the ice, solid water, on said surface.
On connaît encore le document WO 2006/008153 qui vise la fabrication de surfaces hydrophobes et plus aprticulièrement la fabrication de vitres et pièces aéronautiques possédant de telles propriétés. Pour ce faire, le document WO 2006/008153 propose avant tout de réaliser une surface présentant des bosses et creux selon une géométrie particulière. De plus, les surfaces visées sont principalement de type polymère et il ne divulgue pas de surface en matériau composite. En complément de la géométrie particulière prévue, le document WO 2006/008153 divulgue un traitement complémentaire par irradiation visant à renforcer le sprophétés hydrophobes de la surface traitée. Les propriétés anti-glace ne sont pas concernées. Document WO 2006/008153 is still known which aims at the manufacture of hydrophobic surfaces and more particularly at the manufacture of panes and aeronautical parts possessing such properties. To do this, the document WO 2006/008153 proposes above all to produce a surface having bumps and depressions according to a particular geometry. In addition, the targeted surfaces are mainly of polymer type and it does not disclose a composite material surface. In addition to the particular geometry provided for, document WO 2006/008153 discloses a complementary treatment by irradiation aimed at reinforcing the hydrophobic sprouts of the treated surface. The anti-ice properties are not affected.
II a été constaté de manière surprenant qu'un tel procédé pouvait également être utilisé pour modifier des propriétés physico-chimiques plus fines, et notamment pour réaliser un traitement de surface visant à rendre la surface traitée anti-glace.  Surprisingly, it has been found that such a process can also be used to modify finer physicochemical properties, and in particular to carry out a surface treatment aimed at rendering the surface treated anti-ice.
Selon une première variante, le procédé d'implantation ionique est utilisé pour l'implantation d'ions d'hélium.  According to a first variant, the ion implantation process is used for the implantation of helium ions.
Selon une deuxième variante, le procédé d'implantation ionique est utilisé pour l'implantation d'ions d'azote.  According to a second variant, the ion implantation process is used for the implantation of nitrogen ions.
Selon une troisième variante, le procédé d'implantation ionique est utilisé pour l'implantation d'ions d'oxygène.  According to a third variant, the ion implantation process is used for the implantation of oxygen ions.
Avanteusement, le procédé d'implantation ionique utilise des ions multiénergie. L'utilisation d'ions multiénergie permet des implantations à des profondeurs différentes à partir d'une même source et d'une même tension d'accélération, l'énergie de l'ion implanté étant proportionnelle à sa charge.  Advantageously, the ion implantation process uses multi-energy ions. The use of multi-energy ions allows implantations at different depths from the same source and the same acceleration voltage, the energy of the implanted ion being proportional to its charge.
Il est toutefois bien évidemment possible de modifier la profondeur d'implantation en faisant varier la tension d'accélération des ions sans modifier la charge de l'ion.  However, it is of course possible to change the implantation depth by varying the ion acceleration voltage without changing the charge of the ion.
La présente invention se rapporte également à un procédé de fabrication d'une structure possédant une surface anti-glace, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape visant à utiliser un procédé d'implantation ionique selon l'invention.  The present invention also relates to a method of manufacturing a structure having an anti-ice surface, characterized in that it comprises the step of using an ion implantation process according to the invention.
Avantageusement, le procédé de fabrication comprend plusieurs étapes d'implantation ionique selon l'invention. La succession d'étapes d'implantation permettra d'implanter plusieurs types d'ions différents dans le matériau traité et/ou le même type d'ions à des énergies d'extraction différentes.  Advantageously, the manufacturing process comprises several ion implantation steps according to the invention. The succession of implantation steps will make it possible to implant several different types of ions in the treated material and / or the same type of ions at different extraction energies.
De manière préférentielle, les ions sont implantés dans une couche superficielle du matériau dans une concentration atomique comprise entre 20 et 40%.  Preferably, the ions are implanted in a surface layer of the material in an atomic concentration of between 20 and 40%.
De manière préférentielle, les ions sont implantés avec une énergie comprise entre 10 et 200 keV, de préférence 10 à 100 keV. En effet, plus l'énergie d'implantation est importante, plus cette même implantation risque de provoquer des dommages structurels dans la surface traitée. Preferably, the ions are implanted with an energy of between 10 and 200 keV, preferably 10 to 100 keV. Indeed, more the implantation energy is important, plus this same implantation may cause structural damage in the treated surface.
De manière préférntielle encore, les ions sont implantés sur une profondeur comprise entre 3 micromètres et 200 micromètres.  More preferably, the ions are implanted to a depth of between 3 micrometers and 200 micrometers.
La présente invention se rapporte e n core à u n e structure possédant une surface anti-glace, caractérisée en ce que ladite surface peut être obtenue par un procédé selon l'invention.  The present invention relates to a structure having an anti-ice surface, characterized in that said surface can be obtained by a method according to the invention.
Avantageusement, la structure est une structure de nacelle de turboréacteur.  Advantageously, the structure is a turbojet nacelle structure.
Avantageusement encore, la structure est une structure de lèvre d'entrée d'air.  Advantageously, the structure is an air intake lip structure.
Selon un premier mode de réalisation préféré, la structure est principalement réalisée en matériau composite, notamment de type carbone / époxy.  According to a first preferred embodiment, the structure is mainly made of composite material, in particular of the carbon / epoxy type.
Selon une deuxième mode de réalisation préféré, la structure est principalement réalisée à partir d'au moins un alliage métallique, notamment à base d'aluminium et/ou de titane.  According to a second preferred embodiment, the structure is mainly made from at least one metal alloy, in particular based on aluminum and / or titanium.
De man ière préférentiel le, la surface traitée présente une mouillabilité telle que la valeur de l'angle de contact d'une goûte d'eau est supérieure à 80 degrés, de préférence supérieure à 90 degrés.  Preferably, the treated surface has a wettability such that the value of the contact angle of a water sample is greater than 80 degrees, preferably greater than 90 degrees.
La présente invention se rapporte enfin à l'utilisation d'un dispositif d'implantation ionique pour la fabrication d'une structure selon l'invention.  The present invention finally relates to the use of an ion implantation device for the manufacture of a structure according to the invention.
La présente invention sera mieux comprise à la lumière de la description détaillée qui suit en regard du dessin annexé sur lequel :  The present invention will be better understood in the light of the following detailed description with reference to the appended drawing in which:
- La figure 1 est une photo d'une goutte sur un matériau composite de type carbone époxy non traité par implantation ionique.  - Figure 1 is a picture of a drop on an epoxy carbon composite material not treated by ion implantation.
- La figure 2 est une photo d'une goutte sur le matériau composition de la figure 1 traité par implantation ionique.  FIG. 2 is a photograph of a drop on the composition material of FIG. 1 treated by ion implantation.
Comme évoqué précédemment, l'implantation ionique est une technique d'ingénierie des matériaux utilisés pour implanter des ions d'un matériau dans un substrat solide, changeant de ce fait, les propriétés physicochimiques dudit substrat. La technique d'implantation ionique est utilisée de manière habituelle dans la fabrication de dispositifs à semi-conducteur pour améliorer les propriétés de résistance à l'oxydation, de conductivité, du dureté, etc .. Pour plus de détails sur la technique, celle-ci, ne faisant pas spécifiquement partie de la présente invention, on pourra se reporter notamment aux documents précédemment cités FR 2 876 391 , FR 2 896 515As mentioned above, ion implantation is an engineering technique of materials used to implant ions of a material in a solid substrate, thereby changing the physicochemical properties of said substrate. The ion implantation technique is used in the usual way in the manufacture of semiconductor devices to improve the properties of resistance to oxidation, conductivity, hardness, etc. For more details on the technique, which is not specifically part of the present invention, reference may be made in particular to the documents cited above in FR 2 876 391, FR 2 896 515.
,WO 2008/050071 , WO 2008/047049, WO 2008/043964, WO 2008/037927, WO 2005/085491 , FR 2 899 242. , WO 2008/050071, WO 2008/047049, WO 2008/043964, WO 2008/037927, WO 2005/085491, FR 2 899 242.
De manière générale, un équipement d'implantation ionique se compose d'une source de production d'ions, d'un accélérateur de particules et d'une chambre pour le substrat-cible.  In general, ion implantation equipment consists of an ion source, a particle accelerator and a chamber for the target substrate.
L'accélérateur de particule utilise les propriétés électrostatiques de l'ion pour augmenter son énergie.  The particle accelerator uses the electrostatic properties of the ion to increase its energy.
La quantité de matériaux implantée, appelée la dose, est l'intégrale sur le temps du courant ionique.  The amount of implanted material, called the dose, is the integral over time of the ionic current.
Les courants électriques en jeu dans les implanteurs sont de l'ordre du m icroampère et ne permettent donc d'implanter qu'une quantité relativement faible d'ions. Cette technique est donc généralement utilisée pour des modifications structurelles de faible ampleur.  The electric currents involved in the implanters are of the order of the microampere and therefore allow to implant a relatively small amount of ions. This technique is therefore generally used for small-scale structural changes.
L'accélération des ions atteint typiquement des énergies allant de 10 à 500 keV. L'énergie d'accélération déterminera la profondeur d'implantation des ions. L'implantation ionique reste donc généralement un traitement de surface.  Ion acceleration typically reaches energies ranging from 10 to 500 keV. The acceleration energy will determine the depth of implantation of the ions. Ion implantation therefore generally remains a surface treatment.
On notera qu'une source d'ions produit généralement des ions de l'atome à implanter avec plusieurs niveaux d'ionisation. Dans le cas de l'hélium, la source d'ions produira des ions He+ et He2+. Par conséquent, pour une même tension d'extraction, par exemple 50 kV, l'énergie d'implantation des ions He+ sera de 50 keV tandis que l'énergie d'implantation des ions He2+ sera de 100 keV. It should be noted that an ion source generally produces ions of the atom to be implanted with several levels of ionization. In the case of helium, the ion source will produce He + and He 2+ ions. Consequently, for the same extraction voltage, for example 50 kV, the implantation energy of the He + ions will be 50 keV while the implantation energy of the He 2+ ions will be 100 keV.
La tension d'extraction sera bien évidemment à régler en fonction des niveau d'ionisation souhaité et des profondeurs d'implantation souhaité des ions.  The extraction voltage will of course be adjusted according to the desired ionization level and the desired implantation depths of the ions.
Comme énoncé, la présente invention vise à mettre en œuvre la technique d'implantation ionique en vue de réaliser un traitement antiglace sur une pièce aéronautique.  As stated, the present invention aims at implementing the ion implantation technique in order to perform an anti-ice treatment on an aeronautical part.
Des essais ont été réalisés notamment sur une pièce en matériau composite de type carbone/époxy. Plus précisément, le matériau implanté porte la référence G803/914 c'est-à-dire un tissu de fibres de carbone à 3000 filaments et de type satin de 5 (G803), imprégné avec une résine époxyde de classe 1800C (914). Tests have been carried out in particular on a piece of composite material of the carbon / epoxy type. More specifically, the implanted material bears the reference G803 / 914, that is to say a fabric of carbon fibers at 3000 filaments and satin type 5 (G803), impregnated with epoxy resin class 180 0 C (914).
Le matériau a été testé brut et dans une version recouverte d'une peinture polyuréthane anti UV pour la protection des matériaux composites de type LBYH-142 commercialisée par la société Bolloré-Jival.  The material has been tested raw and in a version covered with an anti-UV polyurethane paint for the protection of composite materials type LBYH-142 sold by the company Bolloré-Jival.
Une fois le matériau traité par implantation ionique, un test de mouillage consistant à mesurer l'angle de contact d'une goutte d'eau sur ledit matériau a été réalisé.  Once the material has been processed by ion implantation, a wetting test consisting in measuring the contact angle of a drop of water on said material has been carried out.
Les résultats sont regroupés dans le tableau 1 ci-après. The results are summarized in Table 1 below.
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Tableau 1  Table 1
Témoin : Matériau composite non pe int et non traité par implantation. Control: Composite material not pe int and not treated by implantation.
Témoin peint : Matériau composite peint mais non traité par implantation ionique.  Painted indicator: Composite material painted but not treated by ion implantation.
Echantillon A : Matériau composite non peint et traité par implantation ionique. Implantation d'ions Hélium, faible dose.  Sample A: Unpainted composite material treated with ion implantation. Helium ion implantation, low dose.
Echantillon B : Matériau composite non peint et traité par implantation ionique. Implantation d'ions Hélium, forte dose.  Sample B: Unpainted composite material treated with ion implantation. Helium ion implantation, high dose.
Echantillon C : Matériau composite peint et traité par implantation ionique. Implantation d'ions Hélium, faible dose.  Sample C: Composite material painted and treated by ion implantation. Helium ion implantation, low dose.
Echantillon D : Matériau composite peint et traité par implantation ionique. Implantation d'ions Hélium, forte dose.  Sample D: Composite material painted and treated by ion implantation. Helium ion implantation, high dose.
Ces essais ont été réalisés en utilisant une tension d'extraction des ions autour de 50 kV.  These tests were carried out using an ion extraction voltage of around 50 kV.
On rappelle que le terme « dose » se rapporte à la quantité d'ions implantés dans le matériau et est donc lié au temps d'exposition du matériau dans le faisceau d'ions accélérés.  It is recalled that the term "dose" refers to the amount of ions implanted in the material and is therefore related to the exposure time of the material in the accelerated ion beam.
Les conditions d'expérience correspondent à une densité d'ions comprise sensiblement entre 10 >16 et 10 17 ions par centimètre carré. Le terme « faible dose » correspond donc à une exposition brève du matériau, à savoir quelques secondes, alors qu'une « forte dose » correspond à une exposition du matériau au faisceau d'ions plus longue approchant la dizaine de seconde. The experiment conditions correspond to an ion density of substantially between 10 16 and 10 17 ions per square centimeter. The term "Low dose" therefore corresponds to a brief exposure of the material, namely a few seconds, while a "high dose" corresponds to a longer exposure of the material to the ion beam approaching ten seconds.
Toutefois, en raison des matériaux testés, inhabituels, pour les procédés d'implantation ioniques, les techniques habituelles (microscope électronique à balayage notamment) de mesure de la concentration d'ions implantés dans le matériau se sont avérées être inadaptées.  However, because of the unusual materials tested for ion implantation processes, the usual techniques (scanning electron microscope in particular) for measuring the concentration of ions implanted in the material have proved to be unsuitable.
Les résultats permettent de constater clairement une augmentation de l'angle de contact, ce qui signifie une augmentation des propriétés hydrophobes.  The results clearly show an increase in the contact angle, which means an increase in hydrophobic properties.
Ainsi, on constate notamment que pour une surface composite non peinte, la valeur d'angle de contact passe d'environ 55 degrés pour une surface non traitée environ 80 degrés après traitement par implantation ionique d'ions hélium.  Thus, it is found that for an unpainted composite surface, the contact angle value goes from about 55 degrees for an untreated surface about 80 degrees after treatment by ion implantation of helium ions.
Les figures 1 et 2 sont des photos d'une goutte d'eau sur une surface composite telle que testée, respectivement brute et traitée par implantation ionique. L'augmentation de l'angle de contact est frappant.  Figures 1 and 2 are photos of a drop of water on a composite surface as tested, respectively raw and treated by ion implantation. The increase in the contact angle is striking.
On notera toutefois également qu'une implantation avec une faible concentration d'ions d'hélium donne de meilleurs résultats qu'une implantation avec une forte concentration et qu'il existe donc un optimum d'implantation. However, it should also be noted that implantation with a low concentration of helium ions gives better results than implantation with a high concentration and that there is therefore optimum implantation.
Bien évidemment, cet optimum dépend du matériau implanté, des ions implantés dans le matériau, et de l'énergie d'implantation. Of course, this optimum depends on the implanted material, the ions implanted in the material, and the implantation energy.
On rappelle également que l'énergie d'implantation modifie la profondeur d'implantation des ions. Une forte énergie d'implantation permettra une implantation des ions plus profondément dans le matériau tandis qu'une faible énergie d'implantation permettra une implantation plus proche de la surface. La profondeur d'implantation optimale pourra notamment dépendre de l'hydrophobie naturelle du matériau ainsi que de sa structure de surface.  It is also recalled that the implantation energy modifies the implantation depth of the ions. High implantation energy will allow ion implantation deeper into the material while low implantation energy will allow implantation closer to the surface. The optimum implantation depth may depend in particular on the natural hydrophobicity of the material as well as its surface structure.
Il conviendra donc de manière générale de trouver un équilibre entre les conditions d'implantation (matériau, ions implantés, énergie d'implantation, temps d'exposition, ...) et les propriétés hydrophobes anti-glace souhaitées.  It will therefore generally be necessary to find a balance between the implantation conditions (material, implanted ions, implantation energy, exposure time, etc.) and the desired hydrophobic anti-ice properties.
Plus particulièrement, on notera que les couches les plus proches de la surface sont naturellement plus fragiles et sensibles à l'érosion, notamment. L'implantation est donc susceptible d'avoir une durée de vie plus faible. C'est la raison pour laquelle il pourra être intéressant d'implanter des ions avec plusieurs énergies afin qu'en cas d'érosion, les zones érodées découvrent des zones également implantées. More particularly, it will be noted that the layers closest to the surface are naturally more fragile and susceptible to erosion, in particular. Implantation is therefore likely to have a shorter life. This is the reason why it may be interesting to implement ions with several energies so that in case of erosion, the eroded areas discover areas also implanted.
L'amélioration des propriétés hydrophobe et anti-glace est également constatée pour une surface peinte, même si l'augmentation est moindre notamment en raison des propriétés déjà hydrophobes de la peinture polyuréthane. Par ailleurs, on rappelle que l'implantation ionique est un traitement de surface, il convient donc de prendre en compte l'épaisseur de la couche de peinture.  The improvement of the hydrophobic and anti-ice properties is also noted for a painted surface, even if the increase is less, in particular because of the already hydrophobic properties of the polyurethane paint. In addition, it is recalled that the ion implantation is a surface treatment, it is therefore necessary to take into account the thickness of the paint layer.
Comme pour un matériau non peint, il conviendra de prévoir l'érosion de la couche de peinture et d'implanter à plusieurs profondeurs avec plusieurs énergies d'accélération.  As for an unpainted material, it will be necessary to predict the erosion of the paint layer and to implant at several depths with several acceleration energies.
Dans le cadre d'une application aéronautique, on pourra donc fabriquer une pièce puis la traiter selon le procédé d'implantation ionique en vue d'améliorer ses propriétés hydrophobes et anti-glace. Ce procédé est particulièrement intéressant pour les lèvres d'entrée d'air et les bords d'attaque réalisés notamment en matériaux composites.  In the context of an aeronautical application, it will be possible to manufacture a part and then treat it according to the ion implantation process in order to improve its hydrophobic and anti-ice properties. This method is particularly advantageous for the air inlet lips and leading edges made in particular composite materials.
Bien que les tests décrit portent sur l'implantation d'ions hélium dans un matériau composite carbone / époxy éventuellement recouvert de peinture polyuréthane, le type de matériau implanté n'est pas limité. De même le type d' ions implantés n 'est pas l im ité et dépendra des propriétés d'hydrophobie souhaité ainsi que du matériau implanté (tailles de l'ion implanté, tenue dans la structure du matériau implanté, hydrophobie de l'ion implanté  Although the tests described relate to the implantation of helium ions in a carbon / epoxy composite material possibly coated with polyurethane paint, the type of implanted material is not limited. Similarly, the type of implanted ions is not limited and will depend on the desired hydrophobicity properties as well as the implanted material (sizes of the implanted ion, held in the structure of the implanted material, hydrophobicity of the implanted ion
L'homme du métier pourra déterminer des combinaisons de paramètres ions implantés / matériau implanté / énergie d'implantation / temps d'exposition, par expérimentation. Those skilled in the art can determine combinations of implanted ion parameters / implanted material / implantation energy / exposure time, by experimentation.
On pourra notamment utiliser outre des ions hélium, des ions azote et oxygène.  In particular helium ions, nitrogen and oxygen ions may be used in particular.
Comme précédemment mentionnés, l'implantation pourra être multiénergie afin d'implanter des ions à des profondeurs différentes. L'implantation multiénergie pourra être réalisée en une ou plusieurs étapes d'implantation.  As previously mentioned, the implantation may be multi-energy in order to implant ions at different depths. Multi-energy implantation can be carried out in one or more implementation steps.
Outre des matériaux composites carbone / époxy, le procédé d'implantation ionique peut être mis en œuvre avec d'autre types de matériaux composites, mais également avec des matériaux métalliques et alliage, notamment dans l'aéronautique, à base d'aluminium et/ou de titane. Bien que l'invention ait été décrite avec un exemple particulier de réalisation, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention. In addition to composite carbon / epoxy materials, the ion implantation process can be implemented with other types of composite materials, but also with metallic and alloy materials, in particular in the aerospace industry, based on aluminum and / or titanium. Although the invention has been described with a particular embodiment, it is obvious that it is in no way limited and that it includes all the technical equivalents of the means described and their combinations if they enter into the scope of the invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Utilisation d'un procédé d'implantation ionique dans une surface d'un matériau pour modifier les propriétés de surface dudit matériau afin de réaliser une surface anti-glace. 1. Using an ion implantation process in a surface of a material to modify the surface properties of said material to provide an ice-free surface.
2. Utilisation selon la revendication 1 , caractérisée en ce que le procédé d'implantation ionique est utilisé pour l'implantation d'ions hélium. 2. Use according to claim 1, characterized in that the ion implantation process is used for the implantation of helium ions.
3. Utilisation selon la revendication 1 , caractérisée en ce que le procédé d'implantation ionique est utilisé pour l'implantation d'ions d'azote. 3. Use according to claim 1, characterized in that the ion implantation process is used for the implantation of nitrogen ions.
4. Utilisation selon la revendication 1 , caractérisée en ce que le procédé d'implantation ionique est utilisé pour l'implantation d'ions d'oxygène. 4. Use according to claim 1, characterized in that the ion implantation process is used for the implantation of oxygen ions.
5. Utilisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le procédé d'implantation ionique utilise des ions multiénergie. 5. Use according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the ion implantation process uses multi-energy ions.
6. Procédé de fabrication d'une structure possédant une surface anti-glace, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape visant à utiliser un procédé d'implantation ionique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5. 6. A method of manufacturing a structure having an anti-ice surface, characterized in that it comprises the step of using an ion implantation process according to any one of claims 1 to 5.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs étapes d'implantation ionique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5. 7. Method according to claim 6, characterized in that it comprises several ion implantation steps according to any one of claims 1 to 5.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisée en ce que les ions sont implantés dans une couche superficielle du matériau dans une concentration atomique comprise entre 20 et 40%. 8. Method according to any one of claims 6 or 7, characterized in that the ions are implanted in a surface layer of the material in an atomic concentration of between 20 and 40%.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisée en ce que les ions sont implantés avec une énergie comprise entre 10 et 200 keV, de préférence 10 à 100 keV. 9. Method according to any one of claims 6 to 8, characterized in that the ions are implanted with an energy of between 10 and 200 keV, preferably 10 to 100 keV.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisée en ce que les ions sont implantés sur une profondeur comprise entre 3 micromètres et 200 micromètres. 10. Method according to any one of claims 6 to 9, characterized in that the ions are implanted to a depth of between 3 micrometers and 200 micrometers.
11. Structure possédant une surface anti-glace, caractérisée en ce que ladite surface peut être obtenue par un procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 10. 11. Structure having an anti-ice surface, characterized in that said surface can be obtained by a process according to any one of claims 6 to 10.
12. Structure selon la revendication 11 , caractérisée en ce que la structure est une structure de nacelle de turboréacteur. 12. Structure according to claim 11, characterized in that the structure is a turbojet engine nacelle structure.
13. Structure selon la revendication 12, caractérisée en ce que la structure est une structure de lèvre d'entrée d'air. 13. Structure according to claim 12, characterized in that the structure is an air intake lip structure.
14. Structure selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisée en ce qu'elle est principalement réalisée en matériau composite, notamment de type carbone / époxy. 14. Structure according to any one of claims 11 to 13, characterized in that it is mainly made of composite material, in particular carbon / epoxy type.
15. Structure selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisée en ce qu'elle est principalement réalisée à partir d'au moins un alliage métallique, notamment à base d'aluminium et/ou de titane. 15. Structure according to any one of claims 11 to 13, characterized in that it is mainly made from at least one metal alloy, in particular based on aluminum and / or titanium.
16. Util isation d'un dispositif d'implantation ion ique pour la fabrication d'une structure selon l'une quelconque des revendications 11 à 16. 16. Use of an ion implantation device for the manufacture of a structure according to any one of claims 11 to 16.
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