Synthèse de revêtements de nickel à haute porosité par projection de suspension par plasma HF et contribution à la compréhension des phénomènes impliqués

Abstract

Depuis leurs premières applications par la NASA dans les années 60, les procédés aux plasmas thermiques se sont de plus en plus orientés vers la fabrication de matériaux spécialisés et à haute valeur ajoutée, comme les nano-poudres, les produits sphéroïdisés et les céramiques. La projection de suspension par plasma est l'une des techniques les plus récentes dans ce domaine et elle permet de traiter thermiquement une grande variété de réactifs et de réaliser des revêtements dont les propriétés physico-chimiques dépendent des produits de départ, des phénomènes en vol (lors du traitement thermique) ainsi que des phénomènes liés à la formation du revêtement projeté. Ce travail s'intéresse à la projection de suspensions de nickel dans un réacteur de projection par plasma inductif afin de vérifier et d'estimer la relation qui existe entre des paramètres opératoires choisis et une propriété physique des produits finis: la porosité. Cette étude consiste à réaliser des dépôts de nickel sur un substrat choisi et à observer la morphologie du revêtement métallique obtenu. La revue bibliographique des travaux réalisés dans les mêmes laboratoires a permis de mettre en exergue les principaux paramètres affectant la qualité du revêtement. Des tests préliminaires séparés ont été réalisés pour choisir la composition de la suspension et les paramètres d'atomisation optimaux avant de les intégrer au procédé de revêtement en question. Les échantillons fabriqués sont analysés par traitement d'images obtenues par microscopie à balayage d'électrons ainsi que par une méthode d'immersion. Une approche combinatoire permettra d'évaluer l'effet de la combinaison de certains réactifs et de post-traitements sur la porosité des revêtements de nickel obtenus. Les résultats obtenus montrent que les paramètres tels que la puissance utilisée et la méthode de refroidissement affectent les propriétés du revêtement et les porosités obtenues pour les conditions opératoires choisies varient entre 10% et 50%.