L?alumine est un matériau très utilisé pour ses propriétés d?isolant électrique et sa grande stabilité chimique. Son<br />utilisation comme revêtement isolant est envisagé pour l?amélioration des sondes géologiques. La souplesse du<br />procédé de projection plasma a permis l?obtention de dépôts présentant une large gamme de porosités aux proportions et morphologies variées. Le dépôt se construit par empilement de gouttelettes en fusion. Celles-ci, en s?étalant et se solidifiant pour former des lamelles, génèrent un réseau de porosité interconnectée, anisotrope et tridimensionnel. Ce dernier est difficile à observer et caractériser. Il comprend les pores globulaires, les fissures inter-lamellaires et les fissures intra-lamellaires. Leur caractérisation microstructurale a été réalisée par analyse d?images de coupes de dépôts. Six d?entre eux, ont été sélectionnés pour mesurer leurs propriétés électriques. Ces microstructures très particulières, riches en défauts, entraînent une dégradation plus ou moins importante des propriétés électriques par rapport à l?alumine massive. Ces mesures ont montré que la porosité, principalement via les fissures intralamellaires, constituait des canaux « perforants » reliant le substrat à la surface du dépôt. Des mesures par spectroscopie d?impédance ont révélé que pour tous les dépôts, lors d?une immersion, le liquide arrivait à<br />atteindre le substrat et à amorcer une réaction de corrosion au fond des pores. Enfin, la méthode appelée<br />« Scanning Electron Microscopy Mirror Effect », consistant à irradier un matériau avec un canon à électrons, a<br />démontré que suivant leur orientation, les fissures constituaient soit des chemins privilégiés, soit des obstacles pour les porteurs de charges au sein du matériau.<br />Cette porosité « perforante » étant due à son haut degré d?interconnexion, une simulation tridimensionnelle de la<br />microstructure et de la porosité a été développée. Elle se fait par empilements successifs de lamelles incorporant<br />de manière aléatoire les pores et les fissures. Pour cela, des lamelles étalées sur des substrats d?alumine polis et<br />préchauffés ont été observées et caractérisées. L?acquisition de leurs volumes par microscopie confocale a<br />permis de les modéliser. Les probabilités de présence des défauts ont été déterminées à partir d?observations de<br />coupes de dépôts. Cette démarche a aboutie à la création d?images 3D du dépôt réel. A partir de ces images,<br />après un maillage approprié, des calculs par éléments finis, ont permis de révéler une anisotropie des propriétés<br />électriques en relation directe avec celle de la microstructure. Cette simulation couplée au calcul par éléments finis semble très prometteuse pour la compréhension des relations microstructure/propriétés des dépôts réalisés par projection plasma.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:CCSD/oai:tel.archives-ouvertes.fr:tel-00006592 |
| Date | 08 July 2003 |
| Creators | Beauvais, Sébastien |
| Publisher | École Nationale Supérieure des Mines de Paris |
| Source Sets | CCSD theses-EN-ligne, France |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | PhD thesis |
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