Composés de type La2Zr2O7 élaborés par projection plasma de solution et par chimie douce : application aux moteurs spatiaux

par William Duarte

Thèse de doctorat en Matériaux Céramiques et Traitements de Surface

Sous la direction de Sylvie Rossignol et de Michel Vardelle.

Soutenue le 25-11-2015

à Limoges , dans le cadre de École doctorale Sciences et ingénierie des matériaux, mécanique, énergétique et aéronautique (Poitiers ; 2009-2018) , en partenariat avec Science des Procédés Céramiques et de Traitements de Surface (laboratoire) .

Le président du jury était Daniel Morvan.

Le jury était composé de Eric Lafontaine, Sebastien Begoc, Jérôme Dehouve.

Les rapporteurs étaient Hanlin Liao, Fabrice Leroux.

mots clés

• Pyrochlore
• Solvant
• Spps
• Chimie douce -- Synthèse (chimie)
• Projection au plasma
• Couches minces
• Poudres -- Propriétés thermiques

Résumé

Ces travaux ont portés sur l’élaboration de dépôts de La2Zr2O7 par projection plasma de solution (SPPS) pour une application barrière thermique pour un moteur spatial. Différentes solutions de précurseurs de solvants divers ont été formulées pour la synthèse des poudres et des différents dépôts. Les précurseurs et les solvants ont un impact important sur les interactions en solution entrainant des modifications des propriétés des poudres, particulièrement les phases cristallines ou la densification. De même, la variété des solutions étudiées et l’optimisation des paramètres de projections ont permis l’élaboration de différentes microstructures de dépôts (dense, homogène poreux et colonnaire). La microstructure colonnaire présente la meilleure résistance aux essais de cycles thermiques par rapport aux autres dépôts développés. Il a également était établie une corrélation entre les dépôts réalisés par SPPS et les données structurales des poudres.

mots clés

• Pyrochlore
• Solvent
• Spps

Titre traduit

La2Zr2O7 compouds elaborated by solution precursor plasma spraying and soft chemistry : spatial engine applications

Résumé

These work deal with the conception of La2Zr2O7 coatings by Solution Precursor Plasma Spraying (SPPS) for thermal barrier application in space engine. Different precursors’ solutions of various solvents were prepared for powder synthesis and the realization of different coatings. Precursors and solvents have important effect on interactions in solution leading to the modification of powder properties, especially crystalline phases or densification. Similarly the diversity of studied solutions and the optimisation of thermal projection parameters allowed the elaboration of various coatings’ microstructures (dense, homogeneous porous and columnar). Columnar microstructure show better resistance to thermal cycling shock experiment than others coatings. It was also established a correlation between the SPPS coatings and powders structural data.