Etude de la conductivite thermique de revetements ceramiques a base de zircone - relation avec la composition, la microstructure, et la morphologie

par Martine Poulain

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de Rémy Mévrel.

Soutenue en 1999

à PARIS 11, ORSAY .

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  • Résumé

    La conductivite thermique d'une barriere thermique constituee d'un depot de zircone yttriee elabore par projection plasma depend de : - la conductivite thermique de la matrice ceramique - la conductivite thermique du gaz present dans les pores et les microfissures - l'arrangement tridimensionnel de ces deux constituants. A partir de mesures de diffusivite par microscopie photothermique infrarouge sur des monocristaux de zr 1 - xy xo 2 - x / 2, nous proposons un modele expliquant la decroissance de la conductivite thermique de la matrice en fonction de la teneur en defauts ponctuels (0<x<0,2). L'augmentation de conductivite en fonction de la teneur en yttrine observee pour x>0,2, qui doit resulter d'une mise en ordre des defauts, n'est toutefois pas expliquee. Des mesures de diffusivite realisees par la methode flash sur deux depots obtenus par projection de poudres zro 2 - 8% mass. Y 2o 3 de morphologies differentes montrent clairement que la structure poreuse de ces materiaux heterogenes est un facteur determinant pour leurs proprietes thermiques. Ces mesures qui mettent en evidence l'influence de la pression sur la conductivite de ces materiaux microfissures, revelent les modifications subies par leur structure poreuse au cours de vieillissements thermiques : des phenomenes de frittage de plus en plus importants affectent le reseau des microfissures lors de traitements compris entre 2 h a 1100\c et 100 h a 1400\c. Parallelement a cette approche experimentale, des calculs numeriques de conductivite thermique (par differences finies) ont ete effectues sur des micrographies representatives de differentes structures poreuses. Pour cela, des procedures d'acquisition et de traitement d'images ont ete mises au point. L'ensemble des resultats obtenus permet d'identifier les porosites les plus efficaces en terme d'isolation thermique. La reunion de ces approches permet finalement d'etablir un modele simple liant la conductivite thermique de ces depots a leur morphologie poreuse.


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Informations

  • Détails : 313 p.
  • Annexes : 73 ref.

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH2014-014447
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