Journées annuelles du Groupement Français de la Céramique (GFC), Albi (France), 22 – 24 Mars 2022, (poster accepted)
Geoffrey CELESTE, Vincent GUIPONT
Centre des Matériaux, MINES ParisTech – PSL
UMR CNRS 7633 ; 63-65 rue Henri-Auguste Desbruères, 91000 EVRY
Le procédé cold spray (CS) utilise des poudres propulsées, à des vitesses de l’ordre de 300 à 1200 m/s en fonction des dispositifs, pour l’obtention de revêtements en maintenant la poudre à l’état solide. [1] Ce procédé possède différents avantages, comme une oxydation limitée ou un jet de matière très directionnel, mais aussi limiter les effets de la décomposition thermique et du changement de phase dû à la fusion dans les procédés de projection thermique. Adapté aux métaux et alliages ductiles, les céramiques, fragiles de nature, sont actuellement expérimentées avec le procédé d’aerosol deposition method (ADM) de poudres submicroniques et à l’étude en cold spray pour le cas de poudres micrométriques. [2]. C’est dans ce contexte que le projet CERASOL (ANR-19-CE08-0009) a été initié après des recherches préliminaires consacrées à la projection de céramique à froid. Il semble que la nature et l’architecture des poudres influencent le comportement à l’impact et les possibilités du procédé. En effet, certains travaux récents sur les poudres de Ti02 [3] ou d’hydroxyapatite [4] ont montré qu’une poudre de céramique agglomérée pouvait être déposée par cold spray.
On estime que l’architecture poreuse d’une poudre céramique avec des grains ultrafins agglomérés joue un rôle important sur le comportement à l’impact. [5] L’objectif de ce travail est d’étudier le comportement de déformation à l’impact d’une poudre céramique agglomérée projetée par cold spray. Différentes poudres, par leur nature, leur dureté ou encore leur ténacité ; ont été sélectionnées. Leurs architectures (taille des particules, porosité, densité, taille des cristallites, etc.) ainsi que leurs caractéristiques physiques et mécaniques ont été analysées.
Des expériences de projection à froid ont été réalisées avec différentes distances de projection afin de faire varier la vitesse des particules lors de l’impact. L’atmosphère de projection a elle aussi été modifiée : de la pression atmosphérique à une pression obtenue sous vide dynamique de 30 mbar pendant la projection afin d’observer si cela influer sur le flux de particules ainsi que sur le dépôt. Des particules isolées (expériences « splat ») et des cordons de poudres projetées (expériences « mono-trait ») ont ainsi été réalisées puis observées afin d’étudier les phénomènes de déformation et de fragmentation des particules de poudre adhérentes puis la création de dépôt céramique.
Disponible sur : https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03624439
