Lutte contre l'erosion des revetements de barrieres thermiques.

Les systemes a barrieres thermiques constituent les principaux materiaux utilises dans les turbines a gaz en raison de leurs excellentes proprietes chimiques et thermiques. Le projet HIPERCOAT s'est efforce de fournir une meilleure comprehension des aspects scientifiques complexes de la conception, de l'utilisation et de la conservation des barrieres thermiques.

Les revetements de barrieres thermiques par depot physique en phase vapeur de faisceau electronique (EB-PVD) couramment utilises dans les turbines a gaz sont souvent sources de problemes de fonctionnement. Ces problemes sont essentiellement lies a une serie de mecanismes extremement complexes et comprennent notamment des dommages lies a l'erosion ou a l'influence de corps etrangers sur les ceramiques EB-PVD a colonnes. A partir de ce mecanisme complexe, les chercheurs du projet HIPERCOAT ont etudie de facon approfondie le role des processus chimiques et de la microstructure sur les mecanismes complexes des lesions de surface.

L'erosion liee aux impacts de petites particules entraine des craquelures au niveau des colonnes individuelles a proximite immediate de la surface de la barriere thermique. A l'impact, des vagues d'efforts elastiques se propagent dans les colonnes, interagissent avec les imperfections du materiau de revetement au sein de chaque colonne et entrainent des deteriorations. Parmi les principaux facteurs de ce processus de deterioration figurent le diametre et l'inclinaison des colonnes, les parametres physiques des impacts (taille, vitesse, angle d'impact des particules), la temperature et la composition des ceramiques.

Les impacts de corps etrangers generent d'importants degats et des pertes de materiaux jusqu'a l'interface du revetement ceramique, d'ou une eventuelle diminution des capacites de protection thermique du materiau. Ces phenomenes se sont reveles plus intenses dans le cas des grosses particules (superieures a 200 micrometres) heurtant le revetement a grande vitesse (plus de 100 m/s). Le niveau de temperature influe egalement sur le type de deteriorations, a savoir soit de simples craquelures, soit le gondolage des colonnes. Pour de plus amples informations, consulter: http://www.materials.ucsb.edu/~nsf/

Date : 11/09/2007