Projection plasma à très basse pression: amélioration de la production de vapeur métallique et qualité des revêtements

par Shiming Xie

Projet de thèse en Matériaux

Sous la direction de Didier Klein et de Frédéric Lapostolle.

Thèses en préparation à Bourgogne Franche-Comté , dans le cadre de SPIM - Sciences Physiques pour l'Ingénieur et Microtechniques , en partenariat avec Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (laboratoire) et de PMDM - Procédés Métallurgiques, Durabilité, Matériaux (equipe de recherche) depuis le 19-10-2017 .


  • Résumé

    Afin de déposer un film dense et de haute qualité, un système disponible et bien connu consiste à contrôler le jet de plasma par la gestion des ions plasma à la fin de la torche, afin de maximiser leur présence sur de grandes distances et de les guider directement sur la surface à revêtir . Par analogie avec l'évaporation de l'arc en PVD, des gouttelettes sont souvent observées et peuvent être gênantes dans les applications industrielles, même si la densité des revêtements reste très élevée. Différentes solutions existent, en particulier le contrôle du plasma par guidage magnétique. Dans cette étude, nous proposons de développer un système magnétique pour améliorer la production d'ions plasma, et les contrôler pour synthétiser des revêtements de haute qualité à une vitesse de dépôt très élevée. De plus, le contrôle de la vapeur ionisée devrait permettre une meilleure stabilisation du plasma dans les conditions réactives pour produire des revêtements céramiques denses et homogènes, à partir de poudres métalliques et d'un ou plusieurs gaz réactifs (N2, O2, CH4, etc.)

  • Titre traduit

    Very low pressure plasma spraying : enhancement of metallic vapour production and coatings quality


  • Résumé

    In order to deposit a dense and high quality film, one available and well known system is to control the plasma jet via plasma ions management at torch end, with the aim to maximize their presence along high distances and guide them directly on surface to be coated. By analogy with arc evaporation in PVD, droplets are often observed and may be annoying in industrial applications, even if the coatings density remains very high. Various solutions exist, particularly plasma control via magnetic guiding. In this study, we propose to develop a magnetic system to enhance plasma ions production, all along the vacuum chamber, and control them to synthesize high quality coatings at very high deposition rate. Moreover, controlling ionized vapor should allow a better plasma stabilization in reactive conditions to produce dense and homogeneous ceramic coatings, from metallic powders and 1 or more reactive gas (N2, O2, CH4, etc.).