Projection par plasma D.C. de composites polymère/céramique pour l'obtention d'un dépôt résistant à l'abrasion

Abstract

La projection thermique par plasma DC a été utilisée dans le but d'obtenir un dépôt de composite (polymère/céramique) résistant à l'abrasion. Durant ce travail un nouveau concept a été développé. Ce concept consiste à maximiser l'utilisation de la grande énergie disponible dans le jet plasma en minimisant la perte d'énergie qui a lieu lors de la projection thermique des polymères. Pour cela, dans une buse Laval les particules de Al[indice inférieur 2]O[indice inférieur 3] sont injectées dans la zone chaude qui se trouve en amont du jet plasma tandis que les particules de polymère (MDPE) sont injectées en aval du jet dans une zone moins chaude. Les particules de Al[indice inférieur 2]O[indice inférieur 3] emmagasinent de l'énergie, puis une fois rendues au niveau du dépôt transfèrent la chaleur au milieu environnant qu'est la matrice polymérique. Cette technique permet d'augmenter l'efficacité énergétique du procédé car la chaleur transférée des particules de Al[indice inférieur 2]O[indice inférieur 3] dans le dépôt présente plusieurs avantages par exemple de compléter la fusion des particules de polymère non fondues et de diminuer par un rôle de recuit les tensions qui se manifestent à l'intérieur du dépôt de polymère souvent responsables du phénomène de rétrécissement qui entraîne un décollement du dépôt. Ce phénomène de transfert de chaleur est démontré au moyen d'un modèle thermodynamique (calcul d'enthalpie et analyse d'exergie) et confirmé par des résultats expérimentaux. Afin de mettre en évidence et de comprendre les différents comportements et mécanismes physico-chimiques au niveau du dépôt, plusieurs types de tests de caractérisation ont été effectués : test de résistance à l'abrasion, mesures d'état de surface, spectroscopie à infrarouge, analyse au microscope électronique à balayage (MEB), analyse élémentaire, et de l'analyse d'image.