Etude in situ sous gradient thermique de l’écaillage d’alliages alumino-formeurs et de barrières thermiques aéronautiques

Abstract

Le phénomène d'écaillage de la couche d'alumine formée à haute température sur l’alliage alumino-formeur PM2000 ou des barrières thermiques aéronautiques de type EB-PVD déposées sur des superalliages base nickel est étudié en utilisant un moyen d'essai spécialement développé au laboratoire. Entièrement automatisé, celui-ci permet de réaliser de longues campagnes de cyclage thermique tout en ayant la particularité d’imposer et de contrôler précisément un gradient de température dans la section des échantillons afin de se rapprocher des conditions réelles d’utilisation des matériaux. Le moyen d'essai est également équipé d’une caméra classique, rapide ou infrarouge afin de réaliser un suivi in situ de l'écaillage des échantillons lors des phases de refroidissement. L'analyse et le traitement informatique des séquences vidéo obtenues permettent d'étudier avec une grande précision les différents mécanismes d'écaillage observés lors des cycles successifs et d'obtenir des informations importantes, telle que les cinétiques d'écaillage ou la morphologie des écailles. Concernant l’étude du PM2000, plusieurs paramètres sont étudiés afin de comprendre leur influence sur l’écaillage : la rugosité du substrat, l’épaisseur de la couche d’oxyde, la vitesse de refroidissement, l’orientation cristallographique des grains et le nombre de cycle d’oxydation. La durée de vie des barrières thermiques est étudiée en fonction de la température d’oxydation ainsi que de la valeur du gradient thermique imposé au travers de la barrière. Des essais d’indentation interfaciale sont également réalisés afin de déterminer la ténacité apparente de l’interface substrat/TBC en fonction de l’état de vieillissement du système.