Etude microstructurale de la stabilite thermique de phases metastables dans des systemes a base de zro#2, hfo#2 et d'oxydes de terres rares (application aux barrieres thermiques)

par Hocine Ibégazène

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de A. ROUANET.

Soutenue en 1995

à Paris 11 .

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  • Résumé

    La these porte sur l'etude du potentiel d'obtention de phases metastables dans divers systemes d'oxydes, afin de definir de nouveaux substituts a la zircone yttriee. Elle s'inscrit dans le cadre d'une action qui vise a relever le point de fonctionnement des revetements a effet de barriere thermique. Sachant que la formation d'une phase metastable s'accompagne souvent d'une resistance mecanique elevee, deux directions d'etude ont ete suivies: (i) l'analyse de systemes de reference proches de la zircone yttriee: zircone-hafnie-yttrine et zircone-yttrine-silice, elabores par projection plasma. (ii) l'exploration de nouveaux systemes a base d'oxyde d'yttrium et d'oxyde de dysprosium, a partir desquels on cherche a retenir une phase metastable par ajout de stabilisant et refroidissement rapide. Dans chacun de ces systemes, les phases metastables obtenues ainsi que l'evolution de celles-ci lors de vieillissements thermiques a haute temperature (1100, 1200 et 1400 c) ont ete suivies et analysees par microscopie electronique a transmission et a balayage, ainsi que par diffraction des rayons x. Les temperatures de transformation de ces phases metastables, dans les conditions d'equilibre, jouent un role critique dans leur cinetique de destabilisation. Dans certains cas, il semble que des interactions elastiques entre precipites, puissent egalement affecter cette cinetique. La resistance aux chocs thermiques a 1100 c, dans le systeme zircone-hafnie-yttrine, depend largement de la teneur en hafnie. Ce phenomene s'explique par une augmentation importante du module d'young des revetements, l'apparition de la phase monoclinique et la disparition progressive (des 1100 c) de la phase metastable, avec la teneur croissante en hafnie. L'addition de silice a la zircone yttriee n'entraine pas de degradation notable de ses caracteristiques mecaniques, a 1100 c. Toutefois, l'augmentation du module des revetements dopes, apres un circuit prolonge a 1200 c, suppose une incidence defavorable de la silice sur la resistance au cyclage thermique, a des temperatures superieures a 1100 c


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Informations

  • Détails : 191 P.
  • Annexes : 138 REF.

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  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH2014-012557
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